Question

小明用天平、一个烧杯、一个橡皮筋和适量的水测量矿石的密度，请补全实验步骤：
（1）用天平测出矿石的质量m_石
（2）在烧杯中装适量的水，测出总质量m₁
（3）将矿石浸没在烧杯的水中，________．
（4）取出矿石，再向烧杯中倒水，使水面与橡皮筋相平，再测出总质量m₂．密度的表达式ρ_石=________．

Answer 1

解：测量矿石的步骤：
（1）用天平测出矿石的质量m_石；
（2）在烧杯中装适量的水，测出总质量m₁；
（3）将矿石浸没在烧杯的水中，把橡皮筋套在烧杯上与水面相平为标记；
（4）取出矿石，再向烧杯中倒水，使水面与橡皮筋相平，再测出总质量m₂．
两次水的质量差：m=m₂-m₁，
矿石的体积：V_石=V_水=
则矿石密度的表达式ρ_石=ρ_水．
故答案为：（3）把橡皮筋套在烧杯上与水面相平为标记；（4）ρ_水．
分析：实验原理：ρ=，因此需要测量矿石的质量和体积，利用天平可以测量矿石的质量，而没有量筒，需要间接测量矿石块的体积是关键．
利用等效替代法分析，使石块的体积与水的体积相等，即在烧杯中装适量的水，测出总质量m₁，然后将矿石浸没在烧杯的水中，用橡皮筋作出标记，再取出矿石，再向烧杯中倒水，使水面与橡皮筋相平，再测出总质量m₂，根据两次水的质量差即可求出矿石的体积．
点评：测量固体的密度只有天平，没有量筒，需要间接测量固体的体积，可采用浮力法、等效替代的方法．