Question

3．利用量筒和水，測量橡皮泥的密度．
（1）實驗步驟：
①在量筒中裝入適量水，讀出水的體積V₁；
②將橡皮泥捏成小船狀放入量筒內(nèi)的水中，使橡皮泥小船漂浮在水面上，讀出水的體積V₂；
③再將橡皮泥捏成實心，將橡皮泥放入量筒內(nèi)的水中，當(dāng)橡皮泥完全淹沒在水中時，讀出水的體積V₃；
（2）利用測量的量和水的密度寫出橡皮泥的密度的表達(dá)式：ρ=$\frac{{V}_{2}-{V}_{1}}{{V}_{3}-{V}_{1}}$ρ_水．

Answer 1

分析 （1）要想測量橡皮泥的密度，需要測量橡皮泥的質(zhì)量和體積．在現(xiàn)有器材的條件下，利用排水法，可測出橡皮泥的排水體積．
（2）根據(jù)漂浮的條件，用等效替代的方法可以間接求出橡皮泥的質(zhì)量，最后根據(jù)密度公式求出橡皮泥的密度

解答 解：要想測量橡皮泥的密度，需要測量橡皮泥的質(zhì)量和體積．在現(xiàn)有器材的條件下，利用排水法，可測出橡皮泥的排水體積．根據(jù)漂浮的條件，可以間接求出橡皮泥的質(zhì)量．
（1）實驗步驟如下：
①在量筒中裝入適量水，讀出水的體積V₁；
②將橡皮泥捏成小船狀放入量筒內(nèi)的水中，使橡皮泥小船漂浮在水面上，讀出水的體積V₂；
③再將橡皮泥捏成實心，將橡皮泥放入量筒內(nèi)的水中，當(dāng)橡皮泥完全淹沒在水中時，讀出水的體積V₃；
（2）則橡皮泥的體積為V₃-V₁；橡皮泥小船漂浮排開水的體積V_排=V₂-V₁；
由阿基米德原理可知，橡皮泥小船受到的浮力等于排開水的重力，即F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水g（V₂-V₁）；
由于小船漂浮，則F_浮=G_橡，
橡皮泥的質(zhì)量：m=$\frac{{G}_{橡}}{g}$=$\frac{{ρ}_{水}g（{V}_{2}-{V}_{1}）}{g}$=ρ_水（V₂-V₁）；
故橡皮泥的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{ρ}_{水}（{V}_{2}-{V}_{1}）}{{V}_{3}-{V}_{1}}$=$\frac{{V}_{2}-{V}_{1}}{{V}_{3}-{V}_{1}}$ρ_水．
故答案為：
（1）①在量筒中裝入適量水，讀出水的體積V₁；
②將橡皮泥捏成小船狀放入量筒內(nèi)的水中，使橡皮泥小船漂浮在水面上，讀出水的體積V₂；
③再將橡皮泥捏成實心，將橡皮泥放入量筒內(nèi)的水中，當(dāng)橡皮泥完全淹沒在水中時，讀出水的體積V₃；
（2）ρ=$\frac{{V}_{2}-{V}_{1}}{{V}_{3}-{V}_{1}}$ρ_水．

點評 對本實驗的分析依然要從實驗的原理入手，重點把握質(zhì)量與體積的求出過程，這里巧妙借助了等效替代的方法，求得了橡皮泥的質(zhì)量與體積，值得我們借鑒．