Question

14．某同學(xué)要測(cè)量一粒花生米的密度，實(shí)驗(yàn)桌上已有的器材有：一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)、足量的水、燒杯、足量的鹽、一段細(xì)線、一個(gè)鐵塊（已知鐵塊密度為ρ_鐵以及待測(cè)密度的花生米．他認(rèn)真思考后終于想出了辦法，下面是他的實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)你將空白處填寫完整（測(cè)量的物理量需寫出其符號(hào)）．
（1）燒杯中裝入適量水，將花生米投入水中，發(fā)現(xiàn)花生米下沉至底．
（2）往杯中逐漸加鹽并攪拌，直至觀察到花生米懸浮，隨即停止加鹽．
（3）用細(xì)線把鐵塊系在彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上，測(cè)出鐵塊的重力．
（4）把系在彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上的鐵塊浸沒(méi)在此鹽水中，讀出示數(shù)為F．
（5）請(qǐng)你根據(jù)上述測(cè)量數(shù)據(jù)，寫出花生米的密度ρ的數(shù)學(xué)表達(dá)式：ρ_鹽水=$\frac{G-F}{G}•{ρ}_{鐵}$．
（6）在本實(shí)驗(yàn)中，這位同學(xué)巧妙地運(yùn)用了一種科學(xué)研究方法，以下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)中與這種方法類似的是：C．
A．研究壓力的作用效果與受力面積大小有什么關(guān)系．
B．研究“阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”時(shí)，設(shè)想如果小車不受阻力，它運(yùn)動(dòng)情況會(huì)怎樣．
C．測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的實(shí)驗(yàn)中，使物體勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出的拉力大等于摩擦力大�。�
D．研究動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)時(shí)，通過(guò)鋼球把木塊推動(dòng)的遠(yuǎn)近來(lái)判斷鋼球動(dòng)能的大�。�

Answer 1

分析 （1）根據(jù)物體的浮沉條件，物體下沉?xí)r浮力小于重力；當(dāng)物體的密度與液體密度相等時(shí)，物體在液體中懸��；
（2）①用彈簧秤測(cè)出鐵塊在空氣中的重力G；②將鐵塊完全浸沒(méi)在液體中，測(cè)出鐵塊對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F；③先計(jì)算出鐵塊的質(zhì)量，根據(jù)密度計(jì)算公式ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算出鐵塊的體積；計(jì)算出鐵塊受到的浮力F_浮=G-F_拉，最后根據(jù)阿基米德原理公式計(jì)算出液體的密度，即花生米的密度．

解答 解：（1）花生米下沉，說(shuō)明此時(shí)花生米所受的浮力小于重力；
（2）往杯中逐漸加鹽并攪拌，直至觀察到花生米懸浮，則鹽水的密度等于花生米的密度；
（3）用細(xì)線把鐵塊系在彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上，測(cè)出鐵塊的重力G；
（4）把系在彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上的鐵塊浸沒(méi)在此鹽水中，讀出示數(shù)為F；
（5）由G=mg得，鐵塊的質(zhì)量為m=$\frac{G}{g}$，
由ρ=$\frac{m}{V}$得，鐵塊的體積為V=$\frac{m}{{ρ}_{鐵}}$=$\frac{G}{{ρ}_{鐵}g}$，
鐵塊排開(kāi)鹽水的體積V_排=V=$\frac{m}{{ρ}_{鐵}}$=$\frac{G}{{ρ}_{鐵}g}$；
鐵塊在鹽水中受到的浮力F_浮=G-F，
由阿基米德原理F_浮=ρ_液gV_排得，
鹽水的密度ρ_鹽水=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{排}}$=$\frac{G-F}{g×\frac{G}{{ρ}_{鐵}g}}$=$\frac{G-F}{G}•{ρ}_{鐵}$．
（6）在本實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)測(cè)量鹽水的密度來(lái)測(cè)量花生米的密度，巧妙的運(yùn)用了替代法；
A．研究壓力的作用效果與受力面積大小有什么關(guān)系，運(yùn)用了控制變量法．
B．研究“阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”時(shí)，設(shè)想如果小車不受阻力，它運(yùn)動(dòng)情況會(huì)怎樣，運(yùn)用了科學(xué)推理法．
C．測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的實(shí)驗(yàn)中，使物體勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出的拉力大等于摩擦力大小，運(yùn)用了替代法．
D．研究動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)時(shí)，通過(guò)鋼球把木塊推動(dòng)的遠(yuǎn)近來(lái)判斷鋼球動(dòng)能的大小，運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法．
故選項(xiàng)C運(yùn)用了同種方法．
故答案為：（2）懸��；（3）重力；（4）浸沒(méi)；（5）ρ_鹽水=$\frac{G-F}{G}•{ρ}_{鐵}$；（6）C．

點(diǎn)評(píng) 此題利用替代法來(lái)測(cè)量花生米的密度，考查了對(duì)物體浮沉條件的應(yīng)用及液體密度的測(cè)量，設(shè)計(jì)新穎，要能夠很好的解決，需熟練掌握有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)．