Question

有一小塊不溶于水的復(fù)合地板材料（比量筒口稍大），已知它的密度比水小，嘵梅同學(xué)想探究它受浮力的大小，以及想知道它的密度的準(zhǔn)確值，她和她的學(xué)習(xí)小組選用了下列實(shí)驗(yàn)器材：牙簽、天平、燒杯、量筒和水．
（1）請(qǐng)你利用上述實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)出測(cè)定小物塊密度的方法，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟以及小物塊密度的表達(dá)式
（2）請(qǐng)你對(duì)你的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)估，并分析原因．

Answer 1

分析：（1）物體放入燒杯中，水面會(huì)升高，取出物體后，量筒中的水倒入燒杯中的體積正好填充了物體排開(kāi)水的體積，即物體排開(kāi)水的體積，根據(jù)阿基米德原理求出物體受到的浮力．
（2）物體是漂浮在水面上，根據(jù)漂浮條件，求出物體的重力，求出物體的質(zhì)量．
（3）物體在水中是漂浮的，用牙簽按壓使其完全浸沒(méi)在水中，便可測(cè)出物體的體積．由密度公式算出物體的密度．
（4）物體從水中取出時(shí)會(huì)帶走一部分水，使物體的體積的測(cè)量值偏大，物體密度的測(cè)量值會(huì)偏�。�

解答：答：（1）如圖，實(shí)驗(yàn)方法：①量筒中倒入適量的水記下水的體積V₁．
②燒杯中放入適量的水記下標(biāo)記A，復(fù)合地板放入燒杯中記下標(biāo)記B，取出復(fù)合地板把水添至標(biāo)記A．
③量筒中的水倒入燒杯中到達(dá)標(biāo)記B，記下此時(shí)量筒中水的體積V₂，則物體排開(kāi)水的體積為V₁-V₂．物體受到的浮力為F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水g（V₁-V₂）．復(fù)合地板漂浮在水面上，所以復(fù)合地板的重力G=F_浮=ρ_水g（V₁-V₂），復(fù)合地板的質(zhì)量為m=

G

g

=

ρ水g(V1-V2)

g

=ρ_水（V₁-V₂）．
④用牙簽把復(fù)合地板浸沒(méi)在水中，記下水到達(dá)的標(biāo)記C．取出復(fù)合地板，把水添置標(biāo)記B．量筒中的水倒入燒杯中到達(dá)標(biāo)記C，記下此時(shí)量筒中水的體積V₃，則復(fù)合地板的體積為V₂-V₃．
⑤復(fù)合地板的密度：ρ=

m

V

=

ρ水(V1-V2)

V2-V3

．
（2）燒杯的橫截面積比較大，水面到達(dá)標(biāo)記處，觀察時(shí)可能出現(xiàn)誤差，影響測(cè)量結(jié)果．

點(diǎn)評(píng)：測(cè)量固體密度時(shí)一定要想法測(cè)量物體的質(zhì)量和體積．
測(cè)量固體質(zhì)量的方法：用天平測(cè)量質(zhì)量；用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量重力求質(zhì)量；利用漂浮條件求重力，再求出質(zhì)量．
測(cè)量固體體積的方法：量筒測(cè)量體積，阿基米德原理測(cè)量體積；同體積的水等效替代的方法．