Question

2．美術(shù)課上同學(xué)們用橡皮泥捏動(dòng)物模型時(shí)，想知道橡皮泥的密度有多大，課后，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室選擇了天平、量筒、水和細(xì)線進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)操作．

（1）合理的操作順序是C、A、B．
（2）由圖可知：橡皮泥的質(zhì)量m=13.4g；橡皮泥的密度ρ=1.34×10³kg/m³．
（3）你能否利用實(shí)驗(yàn)室常用的測(cè)量工具和物品，結(jié)合上述器材（或僅用上述器材），再根據(jù)浮力的知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量橡皮泥密度的實(shí)驗(yàn)方案，并寫出結(jié)果表達(dá)式．

Answer 1

分析 本題主要考查測(cè)量固體密度的實(shí)驗(yàn)程序設(shè)計(jì)能力和利用密度公式進(jìn)行計(jì)算的能力．對(duì)固體密度的測(cè)量應(yīng)先稱量質(zhì)量，后測(cè)量體積（防止水對(duì)固體質(zhì)量的影響，減小測(cè)量誤差）．

解答 解：（1）對(duì)固體密度的測(cè)量應(yīng)先稱量質(zhì)量，后測(cè)量體積（防止水對(duì)固體質(zhì)量的影響，減小測(cè)量誤差），所以本題的測(cè)量順序應(yīng)為：C、A、B．
（2）物體的質(zhì)量等于砝碼質(zhì)量與游碼指示數(shù)值的和，所以橡皮泥的質(zhì)量為：13.4g
橡皮泥的體積等于量筒中兩次示數(shù)的差，所以橡皮泥的體積為：10cm³
橡皮泥的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{13.4g}{10c{m}^{3}}$=1.34g/cm³=1.34×10³kg/m³．
（3）本題的內(nèi)容很開放，其方法具有多樣性，參考答案如下：
方案1：在量筒內(nèi)放入適量的水，測(cè)出水的體積V₁將橡皮泥做成碗狀，放入量筒內(nèi)使其漂浮在水面上記下水的體積V₂；將橡皮泥做成實(shí)心，投入水中記下水的體積V₃；
方案2：彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出橡皮泥重，計(jì)算出質(zhì)量．用量筒和水測(cè)出橡皮泥的體積．
方案3：彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出橡皮泥重，將橡皮泥浸沒在水中測(cè)出向上的拉力；
方案4：用天平測(cè)出質(zhì)量，將橡皮泥制成長(zhǎng)方體，用刻度尺測(cè)出棱長(zhǎng)，算出體積．
根據(jù)密度公式ρ=$\frac{m}{V}$碗狀橡皮泥漂浮于水面上，故受浮力與重力相等，則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質(zhì)量；
即G=F_浮=ρ_水（V₃-V₁）g=mg，
所以橡皮泥m=ρ_水（V₃-V₁）；橡皮泥的體積=V₂-V₁，
所以密度ρ_橡皮泥=$\frac{m}{V}$=$\frac{{V}_{3}-{V}_{1}}{{V}_{2}-{V}_{1}}$•ρ_水．
故答案為：（1）C、A、B；（2）13.4；10；1.34×10³；（3）在量筒內(nèi)放入適量的水，測(cè)出水的體積V₁將橡皮泥做成碗狀，放入量筒內(nèi)使其漂浮在水面上記下水的體積V₂將橡皮泥做成實(shí)心，投入水中記下水的體積V₃；ρ_橡皮泥=$\frac{{V}_{3}-{V}_{1}}{{V}_{2}-{V}_{1}}$•ρ_水．

點(diǎn)評(píng) 本題的解題關(guān)鍵是了解固體密度的測(cè)量程序：先稱量質(zhì)量，后測(cè)量體積可以減小實(shí)驗(yàn)誤差．