Question

（2011?淮安模擬）桌上有燒杯（燒杯能直立漂浮在水面上）、大水槽和量筒、記號(hào)筆及足夠的水，要求用這些器材粗略測(cè)出一塊小鵝卵石的密度．小剛同學(xué)根據(jù)要求，設(shè)計(jì)出了一種測(cè)量方法，基本實(shí)驗(yàn)步驟如圖所示．

（1）根據(jù)圖示的實(shí)驗(yàn)步驟可知：鵝卵石的質(zhì)量是

150

g，鵝卵石體積是

60

cm³，鵝卵石的密度為：ρ=

2.5

g/cm³．
（2）本實(shí)驗(yàn)中測(cè)量鵝卵石質(zhì)量的方法可稱(chēng)之為“等效替代法”，在學(xué)習(xí)初中物理其他知識(shí)的過(guò)程中曾經(jīng)用到過(guò)，請(qǐng)舉一例：

曹沖稱(chēng)象

．

Answer 1

分析：燒杯和鵝卵石漂浮在水中排開(kāi)水的體積和燒杯和水漂浮在水中排開(kāi)水的體積相同，浮力相同，重力相同，確定燒杯內(nèi)水的質(zhì)量和鵝卵石的質(zhì)量相同．
利用鵝卵石浸沒(méi)在水中前后的體積差，求出鵝卵石的體積．
知道鵝卵石的質(zhì)量和體積，根據(jù)密度公式求出鵝卵石的密度．
物理上很多地方應(yīng)用了等效替代法，例如總電阻和各電阻的關(guān)系、合力和分力的關(guān)系、曹沖稱(chēng)象等．

解答：解：（1）燒杯和鵝卵石漂浮在水中排開(kāi)水的體積和燒杯和水漂浮在水中排開(kāi)水的體積相同，排開(kāi)水的重力相同，浮力相同，重力相同，所以，燒杯和鵝卵石的總重等于燒杯和水的總量，鵝卵石的質(zhì)量和燒杯內(nèi)水的質(zhì)量相同，
倒入燒杯中水的體積為：V'=260cm³-110cm³=150cm³，
m=m_水=ρ_水V'=1.0g/cm³×150cm³=150g，
鵝卵石的體積為：V=260cm³-200cm³=60cm³，
鵝卵石的密度為：ρ=

m

v

=

150g

60cm3

=2.5g/cm³．
（2）在學(xué)習(xí)初中物理其他知識(shí)的過(guò)程中，求串聯(lián)總電阻和并聯(lián)總電阻、合力代替幾個(gè)分力等都用到等效替代法．
故答案為：（1）150；60，2.5；（2）曹沖稱(chēng)象（答案不唯一）．

點(diǎn)評(píng)：測(cè)量固體密度時(shí)，本題提供了一種實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有天平，如何測(cè)量固體的質(zhì)量．