Question

某實(shí)驗(yàn)小組想測出一塊橡皮泥的密度，現(xiàn)在只有如下實(shí)驗(yàn)器材：量筒、水和一塊橡皮泥．已知橡皮泥的密度大于水的密度，水的密度為ρ_水．請(qǐng)你利用這些實(shí)驗(yàn)器材為他們?cè)O(shè)計(jì)出一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，測出這塊橡皮泥的密度．要求：寫出必要的實(shí)驗(yàn)步驟，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟中所測得的物理量寫出密度表達(dá)式．
（l）實(shí)驗(yàn)步驟：
①

 

；
②

 

；
③

 

．
（2）橡皮泥密度表達(dá)式：ρ=

 

．

Answer 1

分析：（1）解決本題的關(guān)鍵是如何求出橡皮泥的質(zhì)量，由物體的浮沉條件可知橡皮泥的重量，由重量即可求得質(zhì)量．即先讀出量筒中水的體積V₁，將橡皮泥浸沒，總體積為V₂
，再將橡皮泥做成船狀浮在水面，總體積為V₃，船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；橡皮泥的質(zhì)量m=ρ_水（V₃-V₁），
由完全沉入水底時(shí)水的體積變化可求得橡皮泥的體積，V_橡皮泥=V₂-V₁．
（2）根據(jù)密度公式ρ=

m

V

，算出密度．

解答：（1）先在量筒中裝入水，體積為V₁，
將橡皮泥浸沒，總體積為V₂，
則橡皮泥體積V=V₂-V₁；
再將橡皮泥做成船狀浮在水面，總體積為V₃，
根據(jù)浮力知識(shí)，橡皮泥的質(zhì)量m=ρ_水（V₃-V₁），
故答案為：
①．在量筒中倒入適量水，讀出體積為V₁；
②．將橡皮泥做成實(shí)心，放入量筒水中浸沒，讀出橡皮泥和水的總體積為V₂；
③．再將橡皮泥做成船狀，讓其浮在量筒的水面上靜止，讀出水的體積為V₃．
（2）根據(jù)密度公式ρ=

m

v

，船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，
∴橡皮泥的質(zhì)量m=ρ_水（V₃-V₁）；橡皮泥的體積=V₂-V₁，
∴密度ρ_橡皮泥=

m

V

=

V3-V1

V2-V1

ρ_水
故答案為：ρ=

V3-V1

V2-V1

ρ_水．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合應(yīng)用密度知識(shí)及浮力有關(guān)知識(shí)，難度較大，給學(xué)生解題帶來一定困難！本題求解橡皮泥的質(zhì)量是關(guān)鍵，由漂浮于水面上時(shí)的浮力與重力相等求得橡皮泥的質(zhì)量，是一道好題，浮力知識(shí)是中考必考的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握．