Question

學(xué)習(xí)了密度的測量以后，小宇提出了這樣一個問題：水和牛奶的密度哪個更大些？請你和小宇一起設(shè)計這個探究實(shí)驗(yàn)．
可供選擇的器材：足夠的水和牛奶、兩只完全相同的燒杯、天平和砝碼（天平已調(diào)平衡）、量筒、彈簧測力計、刻度尺、正方體鐵塊、細(xì)線．
（1）實(shí)驗(yàn)器材：
（2）實(shí)驗(yàn)步驟：
（3）結(jié)論分析：

Answer 1

解：（1）利用常規(guī)比較法：用天平和砝碼、燒杯測量牛奶質(zhì)量，用量筒測量牛奶體積，據(jù)密度公式ρ=，可求出牛奶的密度，與水的密度直接比較即可．所以選取器材：燒杯、天平和砝碼、量筒、牛奶．
（2）利用比例法進(jìn)行比較：①用量筒取等體積的水和牛奶（水的密度是已知的），用兩只完全相同的燒杯、天平和砝碼分別測量它們的質(zhì)量．在體積相等時，兩種物質(zhì)的質(zhì)量之比等于它們的密度之比，即質(zhì)量大的液體密度大．所選器材：水和牛奶、兩只完全相同的燒杯、天平和砝碼、量筒．
②、用天平取等質(zhì)量的水和牛奶，再用量筒分別測量它們的體積．質(zhì)量相等的液體時，體積小的液體密度大．故所選器材：水和牛奶、兩只完全相同的燒杯、天平和砝碼、量筒．
（3）利用浮力知識進(jìn)行比較：用細(xì)線將鐵塊系好，掛在彈簧測力計下，讀出測力計的示數(shù)G；再分別讀出石塊浸沒在水中和浸沒在牛奶中時測力計的示數(shù)，算出石塊在水中和牛奶中受到的浮力．由阿基米德原理F_浮=G_排=ρ_液gv_排可知，體積相同的物體浸在不同的液體中，浮力大的液體的密度大．故所選器材：水和牛奶、燒杯、彈簧測力計、鐵塊、細(xì)線．
故答案為：
方法一：
實(shí)驗(yàn)器材：燒杯、天平和砝碼、量筒、牛奶
實(shí)驗(yàn)步驟：（1）用天平測出空燒杯的質(zhì)量m₁；
（2）在燒杯內(nèi)倒入適量的牛奶，用天平測出燒杯和牛奶的總質(zhì)量m₂；算出牛奶的質(zhì)量m．
（3）將燒杯中的牛奶倒入量筒中，讀出量筒內(nèi)牛奶的體積V；
（4）利用密度公式算出牛奶的密度ρ_奶．
結(jié)論分析：比較ρ_水和ρ_奶即可得出誰的密度更大．
方法二：
實(shí)驗(yàn)器材：水和牛奶、兩只完全相同的燒杯、天平和砝碼、量筒
實(shí)驗(yàn)步驟：（1）用量筒分別量取體積相同的水和牛奶；
（2）將水和牛奶分別倒入兩只燒杯中，放在天平的左盤和右盤；
（3）觀察天平的平衡情況．
結(jié)論分析：下沉一端燒杯內(nèi)液體的密度大．
方法三：
實(shí)驗(yàn)器材：水和牛奶、兩只完全相同的燒杯、天平和砝碼、量筒
實(shí)驗(yàn)步驟：（1）將兩只完全相同的燒杯分別放在天平的左右盤中；
（2）將適量的水和牛奶分別倒入兩只燒杯中直到天平重新平衡；
（3）將燒杯中的水和牛奶分別倒入量筒中，讀出量筒內(nèi)水和牛奶的體積．
結(jié)論分析：體積小的液體密度大．
方法四：
實(shí)驗(yàn)器材：水和牛奶、燒杯、彈簧測力計、鐵塊、細(xì)線
實(shí)驗(yàn)步驟：（1）用細(xì)線將鐵塊系好，掛在彈簧測力計下，讀出測力計的示數(shù)G；
（2）在燒杯內(nèi)倒入適量的水，然后將鐵塊浸沒在水中，讀出測力計的示數(shù)F₁；算出鐵塊在水中受到的浮力F_浮1；
（3）在燒杯內(nèi)倒入適量的牛奶，將鐵塊浸沒在牛奶中，讀出測力計示數(shù)F₂；算出鐵塊在牛奶中受到的浮力F_浮2．
結(jié)論分析：比較F_浮1和F_浮2的大小，則浮力大的液體的密度大．
（此題還有一些其他方法，只要回答合理即可得分）
分析：利用常規(guī)比較法：分別測量、計算出水和牛奶的密度，然后進(jìn)行比較即可．測量液體的密度，首先要確定實(shí)驗(yàn)原理：ρ=，根據(jù)原理來選取主要的實(shí)驗(yàn)器材：測量質(zhì)量需要天平、測量體積需要量筒；然后再組織實(shí)驗(yàn)步驟．
利用比例法進(jìn)行比較：不用進(jìn)行密度計算，借助于等體積的水（水的密度是已知的），在體積相等時，質(zhì)量大的液體密度大．在質(zhì)量相等時，體積小的液體密度小．
利用浮力知識進(jìn)行比較：不用天平測量液體質(zhì)量，利用浮力知識間接比較出哪種液體的密度大．
點(diǎn)評：本題即是一道實(shí)驗(yàn)設(shè)計題，又是一道開放題．需要同學(xué)們在做題時多讀幾遍題目，認(rèn)真思考，尋找便捷、合理的解題方法，培養(yǎng)綜合解答問題的能力．