Question

（2012?山西）現(xiàn)有器材：A．天平 B．彈簧測(cè)力計(jì) C．量筒 D．刻度尺 E．細(xì)線 F．足量水，請(qǐng)從上述器材中選擇合適的器材，設(shè)計(jì)兩種測(cè)量正方體實(shí)心金屬塊密度的實(shí)驗(yàn)方案．

方案	所選器材序號(hào)	需要測(cè)出物理量	密度表達(dá)式
1
2

Answer 1

分析：（1）選天平、量筒，分別測(cè)出金屬塊的質(zhì)量和體積（利用排水法），用ρ=

m

V

求金屬塊的密度；
（2）選彈簧測(cè)力計(jì)、量筒，先測(cè)量金屬塊的重力，利用G=mg求金屬塊的質(zhì)量；再讀出將金屬塊浸沒(méi)水中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，利用稱重法求金屬塊浸沒(méi)水中受到的浮力，再利用阿基米德原理求排開(kāi)水的體積（金屬塊的體積），利用ρ=

m

V

求金屬塊的密度．

解答：解：
方案一，用天平、水和量筒：
①用天平測(cè)出金屬塊的質(zhì)量m；
②向量筒中注入適量水，測(cè)出水的體積V₁；
③將金屬塊浸沒(méi)在水中，測(cè)出水和金屬塊的總體積V₂；
④金屬塊的體積V=V₂-V₁；
⑤金屬塊的密度ρ=

m

V

=

m

V2-V1

．
方案二，用彈簧測(cè)力計(jì)、水、細(xì)線、量筒：
①用細(xì)線系住小金屬塊，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出小金屬塊的重力G；
②將小金屬塊浸沒(méi)在水中，讀出測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F_示；
③計(jì)算：
金屬塊的質(zhì)量m=

G

g

，
金屬塊受到的浮力：
F_浮=G-F_示=ρ_水V_排g，
金屬塊的體積：
V=V_排=

F浮

ρ水g

=

G-F示

ρ水g

，
金屬塊的密度：
ρ=

m

V

=

G g

G-F示 ρ水g

=

G

G-F示

ρ_水．

點(diǎn)評(píng)：要測(cè)量金屬塊的密度，基本思路就是要測(cè)量金屬塊的質(zhì)量和體積，本題屬開(kāi)放性題，解題思路廣闊，方法靈活，能充分體現(xiàn)學(xué)生綜合處理問(wèn)題的能力！