Question

11．物理老師給大家布置了一項(xiàng)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(cè)量出某固體（密度大于水）的密度，經(jīng)過(guò)一番商討，大家設(shè)計(jì)出了如圖所示的實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)你和大家一起完成這次實(shí)驗(yàn)：
（1）如圖甲，用已調(diào)節(jié)好的天平，測(cè)得待測(cè)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(shí)天平示數(shù)為m₁，這里對(duì)適量的要求是既能將固體完全浸沒(méi)又固體完全浸沒(méi)后水不會(huì)溢出；
（3）如圖丙，用細(xì)線拴住固體，使其完全浸沒(méi)在水中，當(dāng)固體浸沒(méi)在水中時(shí)，要注意不要碰到燒杯底，讀出此時(shí)天平的示數(shù)m₂；由以上數(shù)據(jù)可計(jì)算得到：該固體浸沒(méi)時(shí)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(méi)，且物體浸沒(méi)后水不能溢出；
（3）將物體完全浸沒(méi)在水中，測(cè)出此時(shí)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(jì)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(méi)，且固體完全浸沒(méi)后水不會(huì)溢出；
（3）由圖丙，將物體完全浸沒(méi)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(méi)；固體完全浸沒(méi)后水不會(huì)溢出；（3）用細(xì)線拴住固體，使其完全浸沒(méi)在水中；碰到燒杯底；（m₂-m₁）g；$\frac{m{ρ}_{水}}{{m}_{2}-{m}_{1}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題是測(cè)量固態(tài)物質(zhì)的密度實(shí)驗(yàn)，用天平和浮力的知識(shí)得出固態(tài)物質(zhì)的體積是關(guān)鍵．