Question

18．小陽為了測量木塊的密度，找到的實驗器材有電子秤、裝有適量水的燒杯和一根足夠長的細(xì)鋼針，進行了如下實驗，請你幫助他補全實驗步驟：
（1）將電子秤放在水平桌面上并清零；
（2）將木塊置于電子秤上，記錄電子秤示數(shù)為m₁；
（3）將裝有適量水的燒杯置于電子秤上，記錄電子秤示數(shù)為m₂；
（4）用細(xì)鋼針將木塊壓入燒杯內(nèi)的水中浸沒，不與燒杯相接觸，靜止后，記錄電子秤示數(shù)為m₃；
（5）計算木塊的密度為：ρ_木=$\frac{{m}_{1}}{{m}_{3}-{m}_{2}}$ρ_水．（已知水的密度為ρ_水）

Answer 1

分析 計算密度的公式為ρ=$\frac{m}{V}$；木塊的密度可以通過電子秤直接稱量出來；木塊的體積可以通過排水法求出來．

解答 解：（1）將電子秤放在水平桌面上并清零；
（2）將木塊置于電子秤上，記錄電子秤示數(shù)為m₁；即木塊的質(zhì)量為m₁；
（3）將裝有適量水的燒杯置于電子秤上，記錄電子秤示數(shù)為m₂；
（4）用細(xì)鋼針將木塊壓入燒杯內(nèi)的水中浸沒，不與燒杯相接觸，靜止后，記錄電子秤示數(shù)為m₃；
（5）密度表達(dá)式的推導(dǎo)：
在步驟4中木塊全部浸入水中，則木塊會受到浮力的作用，根據(jù)物體間力的作用是相互的，水給木塊一個向上的力，木塊就會給水一個向下的力，即木塊受到的浮力等于木塊對水的壓力；
比較步驟3、4可知，木塊排開水的質(zhì)量m_排=m₃-m₂；
則木塊的體積即排開的水的體積為：V=$\frac{{m}_{排}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{ρ}_{水}}$；
木塊的密度為：ρ=$\frac{{m}_{1}}{V}$=$\frac{{m}_{1}}{\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{1}}{{m}_{3}-{m}_{2}}$ρ_水．
故答案為：（4）用細(xì)鋼針將木塊壓入燒杯內(nèi)的水中浸沒，不與燒杯相接觸；（5）$\frac{{m}_{1}}{{m}_{3}-{m}_{2}}$ρ_水．

點評 由天平和量筒測量固體的密度是比較簡單的測量固體密度的實驗，如果只有天平或只有量筒測量固體的密度有一定的難度，沒有天平，也沒有量筒測量固體的密度難度會更大．