Question

11．物理老師給大家布置了一項任務(wù)，要求大家利用天平好砝碼、燒杯、足量的水和細(xì)線，測量出某固體（密度大于水）的密度，經(jīng)過一番商討，大家設(shè)計出了如圖所示的實驗方案，請你和大家一起完成這次實驗：
（1）如圖甲，用已調(diào)節(jié)好的天平，測得待測固體的質(zhì)量m；
（2）如圖乙，把盛有適量水的燒杯放在天平上，讀出此時天平示數(shù)為m₁，這里對適量的要求是既能將固體完全浸沒又固體完全浸沒后水不會溢出；
（3）如圖丙，用細(xì)線拴住固體，使其完全浸沒在水中，當(dāng)固體浸沒在水中時，要注意不要碰到燒杯底，讀出此時天平的示數(shù)m₂；由以上數(shù)據(jù)可計算得到：該固體浸沒時所受的浮力為（m₂-m₁）g，固體的密度$\frac{m{ρ}_{水}}{{m}_{2}-{m}_{1}}$．

Answer 1

分析 （2）適量是不多不少，即能夠使物體完全浸沒，且物體浸沒后水不能溢出；
（3）將物體完全浸沒在水中，測出此時的浮力，才能根據(jù)浮力的公式得出物體的體積，從而根據(jù)質(zhì)量和體積計算出物體的密度．

解答 解：（2）把盛有適量水的燒杯放在天平上，適量的要求是既能將固體完全浸沒，且固體完全浸沒后水不會溢出；
（3）由圖丙，將物體完全浸沒在水中，要注意不能碰到容器底，讀出天平的示數(shù)；
物體受到水的浮力作用，由于力的作用的相互性，物體將給水壓力作用，所以F_浮=（m₂-m₁）g；
由F_浮=ρ_液gV_排得，物體的體積V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{（{m}_{2}-{m}_{1}）g}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$，
則物體的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{m}{\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{m{ρ}_{水}}{{m}_{2}-{m}_{1}}$．
故答案為：（2）能將固體完全浸沒；固體完全浸沒后水不會溢出；（3）用細(xì)線拴住固體，使其完全浸沒在水中；碰到燒杯底；（m₂-m₁）g；$\frac{m{ρ}_{水}}{{m}_{2}-{m}_{1}}$．

點評 本題是測量固態(tài)物質(zhì)的密度實驗，用天平和浮力的知識得出固態(tài)物質(zhì)的體積是關(guān)鍵．