Question

王新同學在學校測完石塊密度后，想到這樣一個問題：石塊和鐵塊誰的密度大？放學回到家中，想粗略地測定鐵塊密度，但家里沒有量筒、天平等器材，于是想到利用浮力知識完成實驗．他從家找來以下器材：茶杯、水、小鐵塊、細線和彈簧秤．
（1）請簡要寫出他的實驗步驟，并用字母表示所測的物理量．
步驟：①

 

；
②

 

；
③

 

．
（2）鐵塊密度的表達式ρ_鐵=

 

．

Answer 1

分析：用彈簧秤測量鐵塊重，利用重力公式求鐵塊的質(zhì)量；利用稱重法F_浮=G-F_示測量小礦石受到的浮力，再利用阿基米德原理求排開水的體積（鐵塊的體積），利用密度公式求鐵塊的密度．

解答：解：（1）主要步驟：
①用彈簧秤測量鐵塊重G，
②用彈簧秤吊著鐵塊浸沒在茶杯的水中，彈簧測力計的示數(shù)為F_示，
③數(shù)據(jù)處理，求出鐵塊的質(zhì)量和體積，利用密度公式求鐵塊的密度．
具體過程：
鐵塊的質(zhì)量m=

G

g

，
鐵塊受到水的浮力：
F_浮=G-F_示，
∵F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gV，
∴鐵塊的體積：
V=

F浮

ρ水g

=

G-F示

ρ水g

，
鐵塊的密度：
ρ_鐵=

m

V

=

G g

G-F示 ρ水g

=

G

G-F示

ρ_水．
（2）鐵塊密度的表達式：ρ_鐵=

G

G-F示

ρ_水．

故答案為：（1）①用彈簧秤測量鐵塊重G；②用彈簧秤吊著鐵塊浸沒在茶杯的水中，彈簧測力計的示數(shù)為F_示；③數(shù)據(jù)處理：求出鐵塊的質(zhì)量和體積，利用密度公式求鐵塊的密度；
（2）

G

G-F示

ρ_水．

點評：本題考查利用提供器材設計實驗的能力，要大膽利用所學知識去設計實驗，培養(yǎng)自己的綜合處理物理問題的能力，利用好稱重法是本題的關鍵．