Question

小虎想测量暖水瓶软木塞的密度，于是切下一块软木，利用天平、砝码、量筒、小铁块（可放入量筒）、细线和水进行了实验．请你帮助小虎完成实验方案：
（1）写出主要实验步骤和需要测量的物理量；
（2）设计实验表格；
（3）推导软木密度的表达式；
（4）评估实验方案，分析说明测量结果会偏大还是偏小，并改进（可增加其他器材）．

Answer 1

分析：（1）软木块的质量可由砝码质量和游码所对的刻度值读出．由于软木块是不沉于水的，在测量其体积时要使用重物助沉法帮助测量休积．即先测出水和重物的体积，再将软木块和重物系好共同放入水中，测量出它们的总体积，最后用总体积减去水和重物的体积，就是软木块的体积，
（2）根据所测得物理量和要计算的物理量来设计表格．
（3）由测得的质量和求得的体积，利用ρ=

m

V

计算密度．
（4）在使用助沉法时，不需要单独测量出水的体积．软木具有吸水性，测量其体积时，会因吸水而使量筒的示数变小，导致所测密度值变大．

解答：解：（1）实验步骤：
①用天平测出干软木块的质量m，
②在量筒中加入适量水，用细线系住软木块，铁块悬吊在软木块下，手提细线将铁块浸没在量筒的水中，读出水和铁块的总体积V₁，
③再将软木块和铁块同时浸没在水中，读出水、铁块和软木块的体积V₂，
（2）设计实验表格如下：

物理量	软木块的质量m/g	水和铁块的总体积V1/cm3	水、铁块和软木块的总体积V2/cm3	软木块体积V/cm3	软木密度   ρ/（kg?m-3）
数值

（3）软木密度的表达式ρ=

m

V

=

m

V2-V1

，
（4）此方案因软木块吸水使测出的体积V偏小，密度偏大，可用薄的保鲜膜将软木包上．

点评：此题是考查固体密度的测量实验，但考查的是不沉于水的固体的密度测量，关键在于测物体的体积时要使用重物助沉法．要对此方法有所了解，会恰当运用．