Question

請利用如圖中所示的器材，測出小金屬塊的密度．補(bǔ)充完成實(shí)驗(yàn)步驟（用字母表示測出的物理量，水的密度用ρ_水表示）及金屬塊的密度表達(dá)式．

實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）讓小容器漂浮在水槽中的水面上，量出這時(shí)水面到槽上邊沿的距離h₁．
（2）量出________時(shí)水面到槽上邊沿的距離h₂．
（3）將金屬塊從小容器中取出用細(xì)線系住沒入槽內(nèi)水中，量出這時(shí)水面到槽上邊沿的距離h₃．金屬塊密度的表達(dá)式：ρ_金屬=________．

Answer 1

解：實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）讓小容器漂浮在水槽中的水面上，量出這時(shí)水面到槽上邊沿的距離h₁．
（2）量出將金屬塊放入小容器中與小容器一起漂浮時(shí)水面到槽上邊沿的距離h₂．
（3）將金屬塊從小容器中取出用細(xì)線系住沒入槽內(nèi)水中，量出這時(shí)水面到槽上邊沿的距離h₃．
設(shè)水槽的底面積為s，則金屬塊的體積為V_金屬=s（h₁-h₃），將金屬塊放入小容器中，處于漂浮時(shí)，金屬塊的排開水的體積V_排=s（h₁-h₂），
∵金屬塊放入小容器中處于漂浮時(shí)，浮力等于重力；
∴F_浮=G，即ρ_水gV_排=ρ_金屬gV_金屬，
則：ρ_金屬=ρ_水==．
故答案為：（2）將金屬塊放入小容器中與小容器一起漂浮；（3）．
分析：測密度的方法一般測量質(zhì)量m和體積V．但本題所選器材沒有測量質(zhì)量的儀器，但有一個(gè)可以漂浮在水面上的小桶，所以可以借助物體漂浮的條件，利用浮力等于重力的關(guān)系找出金屬密度和水密度的關(guān)系；然后就是如何求出金屬塊的體積．根據(jù)所選器材，一般是運(yùn)用排水法，即想辦法求出排開水的體積，這樣就能夠得出金屬塊的體積．
點(diǎn)評：測固體密度的關(guān)鍵是想辦法測出物體的質(zhì)量和體積，在儀器選擇受限時(shí)，我們可以運(yùn)用等效替代法，在此題中可讓金屬塊漂浮在水面上利用漂浮的條件解答．