Question

物理实验课上，老师让同学们自选器材测量物体的密度．小雨选择了天平、量筒、水和细线，测量橡皮泥的密度．实验操作过程如图所示：

（1）上图中合理的操作顺序是

 

（填序号）．
（2）由图可知，橡皮泥的质量m=

 

g，橡皮泥的体积V=

 

cm³，则橡皮泥的密度ρ=

 

kg/m³．
（3）测量完密度后，小雨还想知道浮力的大小与物体所受的重力大小是否有关，再给你一只弹簧测力计，请你帮他设计一个实验验证他的猜想．（简要写出实验过程及分析论证）

Answer 1

分析：用天平和量程来测量固体的密度时，要先测量固体的质量，再利用量筒和水测量固体的体积，顺序不能颠倒，否则固体上沾有水，测量的质量不准确，给实验带来误差．
根据砝码和游码对应的刻度值计算物体的质量，读出物体浸没水前后水面到达的刻度，求出物体的体积，根据密度公式计算物体的密度．
浮力大小跟液体的密度和物体排开液体的体积有关，在探究浮力和重力是关系时，采用控制变量法，保证液体的密度和排开液体的体积相同，采用水做实验保证液体密度相同，采用橡皮泥浸入前后水面到达的刻度相同保证橡皮泥排开水的体积相同，把橡皮泥分成重力大小不同两块，分别测量重力和在水中时弹簧测力计的示数，求出浮力，比较浮力和重力，得出结论．

解答：解：（1）首先测量橡皮泥的质量，然后量筒内倒入适量的水，读出水的体积，再把橡皮泥用细线拴好，浸没在水中，读出水面到达的刻度．
故答案为：CAB．
（2）游码对应的刻度值，标尺每一个大格代表1g，每一个小格代表0.2g，游码对应的刻度值是4.4g．
物体的质量=砝码的质量+游码对应的刻度值=20g+4.4g=24.4g．
物体的体积=V-V'=80ml-60ml=20ml=20cm³．
ρ=

m

v

=

24.4g

20cm3

=1.22g/cm³=1.22×10³kg/m³．
故答案为：24.4；20；1.22×10³；
（3）实验过程：
①将橡皮泥分成大小不等的两块，将小块橡皮泥用细线系好挂在弹簧测力计下，测出小块橡皮泥受重力为G₁，再将小块橡皮泥浸入装有适量水的量筒中记下水面到达的刻度V，并记下弹簧测力计示数F₁．
②取出小块橡皮泥，用同样方法测出大块橡皮泥受重力为G₂，将大块橡皮泥浸入量筒中使水面到达刻度V，记下弹簧测力计示数F₂．
分析论证：
分别求出小块、大块橡皮泥所受浮力F_浮1=G₁-F₁，F_浮2=G₂-F₂
比较F_浮1与F_浮2，
若F_浮1=F_浮2，说明浮力大小与物体重力无关．
若F_浮1≠F_浮2，说明浮力大小与物体重力有关．

点评：探究浮力大小和重力大小的关系的实验，采用控制变量法，保证液体密度和排开液体的体积相同，尤其是采用量筒内水升高的液面相同，来控制物体排开液体的体积相同，容易忽略并且不容易想到，这是设计实验的关键．