Question

请你任选图中的器材，设计一个实验方案测出小石块或盐水（自配）的密度．要求写出简要的实验过程和密度的计算式．
（1）实验过程（也可画图辅助说明）；
（2）根据ρ=m/V，所测密度的计算式ρ=

 

（用测量的物理量符号表示）．

Answer 1

分析：（1）测定小石块的密度：
用弹簧测力计测量小石块的重力求质量．
小石块浸没在水中测量弹簧测力计的拉力，重力=浮力+拉力，求浮力，根据阿基米德原理求小石块排开水的体积，即小石块的体积．根据密度公式求密度．
称量空小桶的重力，小石块浸没在溢水杯中，溢出的水流入小桶，称量流入的水和小桶的重力，求出排开水的重力，根据浮力=排出水的重力，求出浮力，根据阿基米德原理求小石块排开水的体积，即小石块的体积．根据密度公式求密度．
（2）测定盐水的密度：
采用等体积的方法测量盐水的密度，首先称量空小桶的重力，空小桶中分别装满水和盐水，分别称量重力，根据

m水

ρ水

=

m盐水

ρ盐水

求盐水的密度．
首先测量小石块的重力，分别浸没在水和盐水中，测量拉力，重力=浮力+拉力，求浮力，F_浮1=G-F₁=ρ_水V_石g，F_浮2=G-F₂=ρ_盐水V_石g，F_浮1=ρ_水V_石g，F_浮2=ρ_盐水V_石g，根据小石块的体积相等，求出盐水的密度．

解答：答：（任选其中的一种方法）
A．测定小石块的密度：
方法1：
（1）a．用弹簧测力计测出系细线小石块的重G，算出小石块的质量m_石=

G

g

，
b．用弹簧测力计测出小石块浸没于水中时受到的拉力F，算出小石块受到的浮力
F_浮=G-F，
c．根据阿基米德原理，算出小石块的体积 V石=V排=

F浮

ρ水g

．
（2）石块的密度：ρ石=

G

G-F

ρ水．
方法2：
（1）a．用弹簧测力计测出系细线小石块的重G，算出小石块的质量m_石=

G

g

，
b．用弹簧测力计测出空小桶的重G₀，把小石块缓慢浸没在装满水的溢水杯中，用小桶收集溢出的水，测出小桶和溢出的水的总重G₁，算出小石块受到的浮力F_浮=G₁-G₀，
c．算出小石块的体积V石=V排=

F浮

ρ水g

．
（2）石块的密度：ρ石=

G

G1-G0

ρ水．
B．测定盐水的密度：
方法1：
（1）a．用弹簧测力计测出小桶的重G₀，在小桶中装满水，测出桶和水的总重G₁，算出水的质量m_水=

G1-G0

g

，
b．将小桶中的水倒出后再装满盐水，测出桶和盐水的总重G₂，算出盐水的质量m_盐水=

G2-G0

g

，
∵V_水=V_盐水，
∴

m水

ρ水

=

m盐水

ρ盐水

．
（2）盐水的密度：ρ盐水=

G2-G0

G1-G0

ρ水．
方法2：
（1）a．用弹簧测力计测出系细线小石块的重G，
b．在小桶中倒入适量的水，用弹簧测力计测出小石块浸没在水中受到的拉力F₁，
则F_浮1=G-F₁=ρ_水V_石g，
c．倒掉小桶中的水，装入适量的盐水，用弹簧测力计测出小石块浸没在盐水中受到的拉力F₂，
则F_浮2=G-F₂=ρ_盐水V_石g，
（2）盐水的密度：ρ盐水=

G-F1

G-F2

ρ水．

点评：测量固体的密度时，
实验中有天平和量筒，分别测量固体的质量和体积．
实验中没有天平时，采用弹簧测力计测量重力求质量，或利用漂浮的物体浮力等于重力，再求质量．
实验中没有量筒或固体太大时，采用固体浸没在水中，利用阿基米德原理求体积，或利用溢水杯法，溢出水的体积等于固体体积．
总之，测量固体的密度时，要直接或间接测量固体的质量和体积，根据密度公式求密度．
测量液体的密度时，
实验中有天平和量筒，分别测量液体的质量和体积．
采用同一容器都装满水和该液体，采用等体积的方法，求液体的密度．
采用同一金属块分别浸没在水和该液体中，求浮力，根据排开液体的体积相等，求该液体的密度．