Question

18．測量木塊的密度．器材：天平及砝碼、量筒、燒杯和水、細線、石塊、木塊．
實驗過程如下：（已知ρ_水=1.0×10³kg/m³、ρ_石=2.5×10³kg/m³）
①用調節(jié)好的天平測出木塊的質量為m（如圖甲）．
②往量筒中倒入20mL的水．
③用細線吊著木塊和石塊，將石塊浸沒在水中（如圖乙），讀出水面對應的示數(shù)V₁．
④將石塊和木塊都浸沒在水中（如圖丙），讀出水面對應的示數(shù)V₂，．
⑤計算木塊的密度ρ_木．
回答下列問題：
（1）根據如圖所示和已知條件，將如表填寫完整．

m（g）	V2（cm3）	木塊的體積 V木（cm3）	木塊的密度 ρ木（kg/m3）
8	45	15	0.6×103

（2）測量出得木塊密度比真實值偏大（選填“偏大”或“偏小”）．理由是木塊吸水，測得的體積偏�。�
（3）若使所測木塊和另一石塊恰好能在水中懸浮，所選石塊的質量為10g（不考慮誤差因素）．

Answer 1

分析 測固體的密度，先用天平測出固體的質量m，再用量筒根據排水法測出固體的體積V，根據公式ρ=$\frac{m}{V}$計算固體的密度，根據懸浮時浮力等于計算出石塊的體積，然后根據公式求出質量．

解答 解：（1）由圖可以看出砝碼的質量為5g，游碼對應的刻度是3g，木塊的質量為m=5g+3g=8g，
放入石塊后水面對應的示數(shù)為V₁=30mL，將石塊和木塊都浸沒在水中，水面對應的示數(shù)V₂=45mL，則木塊的體積是V_木=45mL-30mL=15mL=15cm³．
則木塊的密度為：ρ_木=$\frac{{m}_{木}}{{V}_{木}}$=$\frac{8g}{15c{m}^{3}}$=0.6g/cm³=0.6×10³kg/m³；
（2）由于木塊吸水，所以會導致水的體積減小，從而使木塊密度比真實值偏大；
（3）要使所測木塊和另一石塊恰好能在水中懸浮，則應F_浮=G_木+G_石，
所以由ρ_水g（V_木+V_石）=ρ_木gV_木+ρ_石gV_石，
得（ρ_石-ρ_水）V_石=（ρ_水-ρ_木）V_木
代入數(shù)據得：V_石=$\frac{4}{15}$V_木=$\frac{4}{15}$×15cm³=4cm³，
所以石塊的質量為：V_石=ρ_石V_石=2.5g/cm³×4cm³=10g．
故答案為：（1）8；（2）15；0.6×10³；（2）偏大；木塊吸水，測得的體積偏小；（3）10．

點評 此題考查了固體密度的測量，難度不大，要注意懸浮時浮力等于重力．