Question

有一個(gè)形狀不規(guī)則的石蠟塊，現(xiàn)要測(cè)出它的密度，但身邊沒(méi)有天平，也沒(méi)有量筒，只有兩個(gè)可以放進(jìn)石蠟塊的杯子和一根自行車胎氣門(mén)芯用的細(xì)長(zhǎng)橡膠管，還有一桶水和一根大頭針．請(qǐng)利用上述器材設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，測(cè)出石蠟的密度（ρ_石蠟＜ρ_水）．要求寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟和石蠟密度的表達(dá)式．

Answer 1

【答案】分析：要測(cè)出石蠟的密度，根據(jù)ρ=需測(cè)出石蠟的質(zhì)量和體積；
（1）將蠟塊放在水中會(huì)漂浮，利用兩個(gè)杯子和橡皮管測(cè)量蠟塊漂浮時(shí)排開(kāi)水的體積；將蠟塊按入水中測(cè)出浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)水的體積（蠟塊體積），再利用漂浮條件和阿基米德原理得出蠟塊密度與水的密度的大小關(guān)系；
（2）因?yàn)闆](méi)有量筒，利用橡皮滴管的虹吸現(xiàn)象，采用轉(zhuǎn)換法測(cè)排開(kāi)水的體積．
解答：解：實(shí)驗(yàn)步驟：（1）將杯子甲裝滿水，輕輕放入待測(cè)蠟塊，排除部分水后，小心取出蠟塊．在乙杯中裝滿水，利用橡皮管把乙杯中的水逐滴滴入甲杯中，直至甲杯中的水位恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，此過(guò)程中記下滴入甲杯中的全部水滴數(shù)n₁；
（2）再將蠟塊用大頭針頂住，使之全部浸沒(méi)在甲杯內(nèi)的水中，待水排出后，小心取出蠟塊，再重復(fù)上一步驟的方法，將水逐滴滴入甲杯，記下這次滴入甲杯內(nèi)的總水滴數(shù)n₂；
（3）當(dāng)石蠟塊漂浮在水面時(shí)，F(xiàn)_浮=G，即ρ_水gV_排=ρ_石蠟gV_石蠟，可得ρ_石蠟=．
因?yàn)閺耐�一水位高度，從同一根膠皮管滴出的每滴水的體積V相同，則有
V_排=n₁V，V_石蠟=n₂V；
==．
所以，石蠟的密度為ρ_石蠟=．
點(diǎn)評(píng)：測(cè)固體的體積時(shí)，若固體的密度小于水的密度，一般用懸重法或壓入法來(lái)測(cè)固體的體積．利用橡皮滴管的虹吸現(xiàn)象，采用轉(zhuǎn)換法測(cè)排開(kāi)水的體積是本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵．