Question

測固體的密度．
一個固體A的密度小于水的密度．小寧同學在已知水的密度ρ_水的情況下，想用下列方法測出它的密度．器材有：待測固體A（密度小于水的密度），金屬塊B（密度大于水的密度），一個毫米刻度尺，圓柱形水杯一個（水杯里面裝入適量的水），細線．
實驗步驟：
（1）把金屬塊B放入水杯中，如圖甲所示．用刻度尺測出水杯內(nèi)水面到杯底的高度，記為h₁
（2）把固體A輕輕放入水杯中．靜止時如圖乙所示．用

刻度尺

測出水面到水底的高度，記為

h₂

．
（3）用一段長度適當?shù)募毦�，把固體A和金屬塊B分別系在細線的兩端，并放入水杯中，靜止時如圖丙所示．用

用刻度尺測出水杯內(nèi)水面到杯底的高度

，記為

h₃

．
（4）固體的密度是：ρ=

h2-h1

h3-h1

ρ_水

．

Answer 1

分析：根據(jù)阿基米德原理和漂浮條件知，固體的重力等于固體排開液體的重，求出固體的質(zhì)量．
利用排水法，根據(jù)甲、丙求出固體的體積．
測出質(zhì)量和體積，根據(jù)密度公式求出固體密度．

解答：解：把金屬塊B放入水杯中，用刻度尺測出水杯內(nèi)水面到杯底的高度h₁．
把固體A輕輕放入水杯中．固體漂浮在水面上，用刻度尺測出水面到水底的高度h₂．
因為固體漂浮在水面上，所以G_固=F_浮=G_排水，
所以，m_固=m_排水=ρ_水V_排水=ρ_水S（h₂-h₁）（S為燒杯的底面積），
用一段長度適當?shù)募毦�，把固體A和金屬塊B分別系在細線的兩端，并放入水杯中，用用刻度尺測出水面到水底的高度，記為h₃．
固體的體積為V=S（h₃-h₁）（S為燒杯的底面積），
固體的密度是：ρ=

m固

v

=

h2-h1

h3-h1

ρ_水．
故答案為：（2）刻度尺；h₂．
（3）用刻度尺測出水面到水底的高度；h₃．
（4）ρ=

h2-h1

h3-h1

ρ_水．

點評：一般情況下由天平測量固體的體積，有量筒測量固體的體積，根據(jù)密度公式求出固體的密度．此題即沒有天平，也沒有量筒，而是根據(jù)漂浮和阿基米德原理測量固體的質(zhì)量，利用排水法測量固體的體積，這給固體密度的測量提供了一個很好的方法．