Question

“學(xué)校用的實(shí)心鉛球是用純鉛制成的嗎？”物理老師提出問(wèn)題后，小明同學(xué)和小白同學(xué)分別找來(lái)了器材準(zhǔn)備對(duì)實(shí)心鉛球的密度進(jìn)行測(cè)定．（水的密度為ρ_水）
小明同學(xué)選用的器材是：實(shí)驗(yàn)室用的天平（含砝碼）、量筒、以及足量的水；
小白同學(xué)選用的器材是：臺(tái)秤、兩個(gè)足夠大的塑料筒，足量水．
（1）你認(rèn)為兩人所選的器材誰(shuí)更合理，為什么？
（2）請(qǐng)合理選用其中一人的器材做實(shí)驗(yàn)，要求：
①寫(xiě)出主要的實(shí)驗(yàn)步驟；
②推導(dǎo)出實(shí)心鉛球的數(shù)學(xué)表達(dá)式．（用已知量和測(cè)得量表示）

Answer 1

分析：根據(jù)密度計(jì)算公式ρ=

m

v

 可知，要想測(cè)出物質(zhì)的密度，就要想法測(cè)出物質(zhì)的質(zhì)量和體積，而質(zhì)量測(cè)量工具是秤，體積測(cè)量工具是量筒，但若物體體積較大時(shí)，可用排水法測(cè)體積．

解答：解：（1）因?yàn)殂U球的質(zhì)量較大，超過(guò)天平的測(cè)量范圍，所以用天平測(cè)不出鉛球的質(zhì)量，且鉛球的體積也較大，超過(guò)量筒的測(cè)量范圍，所以鉛球的體積也不能用量筒測(cè)出，所以小明所選的器材不合理．
（2）根據(jù)小紅所選的器材可測(cè)出鉛球密度進(jìn)行鑒別，具體方法如下：
①用臺(tái)秤測(cè)出鉛球的質(zhì)量m₀；
②用臺(tái)秤測(cè)出塑料桶的質(zhì)量m₁；
③用墊木將另一只塑料筒的一角墊起，使塑料桶傾斜，向桶內(nèi)注滿水，然后用細(xì)線系住鉛球后將其慢慢放入盛水塑料桶中，用已知質(zhì)量的塑料桶接溢出的水；
④用臺(tái)秤測(cè)出塑料桶和水的總質(zhì)量m₂，則鉛球的體積V=V_水=

m2-m1

ρ水

；
⑤鉛球的密度ρ=

m0

m2-m1 ρ水

=

m0ρ水

m2-m1

．

點(diǎn)評(píng)：實(shí)驗(yàn)的依據(jù)肯定是相關(guān)的公式，根據(jù)公式推出實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)出物理量，然后選擇實(shí)驗(yàn)所需的器材，利用測(cè)量工具測(cè)出所需物理量代入相關(guān)公式中，就可以推導(dǎo)出未知的物理量．