Question

19．偽劣食品對人體的傷害極其嚴重，能否用身邊的物品作為實驗器材進行鑒別？小剛同學(xué)在沒有天平、量筒的情況下，用彈簧測力計、小金屬塊、玻璃杯、水、細線進行實驗，通過測量牛奶的密度來鑒別其是否摻水．請你幫他完成：
（1）寫出主要的實驗步驟；
（2）推導(dǎo)出牛奶密度的表達式（用已知量和測量量表示）．

Answer 1

分析 根據(jù)實驗給出的器材，可分別測出小金屬塊浸沒在水和牛奶中時所受的浮力，根據(jù)V_排不變的特點得出牛奶密度和水的密度關(guān)系，求出牛奶密度的表達式．

解答 解：（1）實驗步驟
①把小金屬塊用細線懸掛在彈簧測力計的掛鉤上，測出金屬塊的重力G；
②在玻瑞杯中倒入適量的水，用彈簧測力計吊著小金屬塊浸沒在玻璃杯的水中（不觸及玻璃杯底和側(cè)壁），記下彈簧測力計的示數(shù)F₁；
③將玻瑞杯中的水倒掉擦干，再向玻璃杯中倒入適量的牛奶，用彈簧測力計吊著小金屬塊浸沒在玻璃杯的牛奶中（不觸及玻璃杯底和側(cè)璧）．記下彈簧測力計的讀救F₂．（2）由測量過程可知，金屬塊在水中所受浮力：
F_浮水=G-F₁
即ρ_水gV=G-F₁   ①
金屬塊在牛奶中所受浮力：
F_浮牛奶=G-F₂
即ρ_牛奶gV=G-F₂    ②
聯(lián)立①②解得：ρ_牛奶=$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}$ρ_水．

點評 本題是利用特殊方法來測量牛奶的密度實驗，充分利用了浮力的相關(guān)知識，解題的關(guān)鍵能夠知道金屬塊在水和牛奶中的V_排是相等的，并要熟練掌握密度公式及浮力的計算公式．