Question

美术课上同学们用橡皮泥捏动物模型时，想知道橡皮泥的密度有多大．课后，他们在实验室选择了天平、量筒、水和细线进行了实验操作．

（1）合理的操作顺序是（填图中的序号）：______．
（2）请你设计一个实验表格，并把有图得到的数值填入表格并得出结果．
（3）你能否利用上述器材（或选用上述器材），再设计一个测量橡皮泥密度的实验方案．请写出主要实验步骤，并写出密度的最终表达式．

Answer 1

解：
（1）对固体密度的测量应先称量质量，后测量体积（防止水对固体质量的影响，减小测量误差），所以本题的测量顺序应为：C、A、B．
故答案为：CAB．
（2）因为要测量橡皮泥的质量，量筒内水的体积、橡皮泥的体积等，设计表格如下：

橡皮泥质量m/g	量筒内水的体积V2/cm3	量筒中橡皮泥和水的总体积V2/cm3	橡皮泥的体积 V/cm3	橡皮泥的密度 ρ/（kg．m-3）
13.4	20	30	10	1.34×103

（3）先在量杯中装入水，体积为V₁，
将橡皮泥浸没，总体积为V₂，
则橡皮泥体积V=V₂-V₁；
再将橡皮泥做成船状浮在水面，总体积为V₃，
根据浮力知识，橡皮泥的质量m=ρ_水（V₃-V₁），
故答案为：
①在量杯中倒入适量水，读出体积为V₁；
②将橡皮泥做成实心，放入量杯水中浸没，读出橡皮泥和水的总体积为V₂；
③再将橡皮泥做成船状，让其浮在量杯的水面上静止，读出水的体积为V₃．
（2）根据密度公式ρ=碗状橡皮泥漂浮于水面上，故受浮力与重力相等，则求得浮力即可求得橡皮泥的重量，故由二力平衡或漂浮原理可求得质量；
即G=F_浮=ρ_水（V₃-V₁）g=mg，
∴橡皮泥m=ρ_水（V₃-V₁）；橡皮泥的体积=V₂-V₁，
∴密度ρ_橡皮泥==?ρ_水．
分析：（1）本题主要考查测量固体密度的实验程序设计能力和利用密度公式进行计算的能力．对固体密度的测量应先称量质量，后测量体积（防止水对固体质量的影响，减小测量误差）．
（2）根据所测得数据来设计表格．
（3）由物体的浮沉条件可知橡皮泥的重量，由重量即可求得质量．即先读出量筒中水的体积V₁，将橡皮泥浸没，总体积为V₂，再将橡皮泥做成船状浮在水面，总体积为V₃，碗状橡皮泥漂浮于水面上，故受浮力与重力相等，则求得浮力即可求得橡皮泥的重量，故由二力平衡或漂浮原理可求得质量；橡皮泥的质量m=ρ_水（V₃-V₁），
由完全沉入水底时水的体积变化可求得橡皮泥的体积，v_橡皮泥=V₂-V₁．
根据密度公式ρ=算出密度．
点评：本题综合应用密度知识及浮力有关知识，难度较大，给学生解题带来一定困难！本题求解橡皮泥的质量是关键，由漂浮于水面上时的浮力与重力相等求得橡皮泥的质量，是一道好题，浮力知识是中考必考的一个知识点，需要掌握．