Question

（2013?随州）小明的父亲是一位配钥匙的师傅，他发现有一种钥匙坯和5角硬币的颜色都是黄灿灿的，为探究它们是否是同一种材质．设计如图实验．
（1）取一枚钥匙坯放入小空桶，称出它们的总重F₁；
（2）取一枚5角硬币放人小空桶，称出它们的总重F₂；
（3）将那枚钥匙坯轻轻放人已装满水的溢水杯中，用小空桶收集溢出的水，称出水及桶的总重F₃；
（4）将那枚5角硬币也轻轻放人溢水杯中（钥匙坯仍在其中），用刚才装水的小桶继续收集这次溢出的水，称出桶及两次溢出水的总重F₄；
①在该实验中，小明遗漏了一步重要的测量（并用字母表示）：

测量空桶的重量F

．
②小明认为，如果

F1

F3

=

F2

F4-F3

，则可以认为它们是同一材质．根据你补充的步骤，上述等式应修改为：

F1-F

F3-F

=

F2-F

F4-F3

．
③为减小误差，钥匙坯，硬币最好各取一枚吗？答：

应适当多取几枚硬币和几个同种钥匙坯

．

Answer 1

分析：探究钥匙坯和5角硬币是否是同一种材质，需要比较它们的密度关系，根据实验步骤可知，利用浮力和重力的关系来确定它们材料的关系．
为了测量准确，应适当多取几枚硬币和几个同种钥匙坯．

解答：解：①需要测量钥匙坯和5角硬币的重力，不需要小桶的重力，因此缺少的步骤是：测量空桶的重量F．
②∵F_浮=ρgV_排
∴V_排=

F浮

ρg

密度ρ′=

G g

V排

=

G

F浮

ρ，
故

G

F浮

=

G′

F浮′

时，它们为同一种材质；
即

F1-F

F3-F

=

F2-F

F4-F3

时，它们为同一种材质．
③应适当多取几枚硬币和几个同种钥匙坯．
故答案为：①测量空桶的重量F；
②

F1-F

F3-F

=

F2-F

F4-F3

；
③应适当多取几枚硬币和几个同种钥匙坯．

点评：本题考查浮力和密度知识的综合应用，根据实验原理分析实验步骤中有无遗漏或缺陷，因此掌握实验原理是解决实验问题的关键．