Question

小陽利用刻度尺、塑料碗、圓柱形玻璃筒和適量的水測量一塊鐵礦石的密度．以下是小陽設計的實驗步驟，請你按照他的實驗思路，將實驗步驟補充完整．
（1）在圓柱形玻璃筒內放入適量的水，將塑料碗輕輕放入水中，塑料碗漂浮，用刻度尺測出此時玻璃筒內水的深度為h₁，并記錄在表格中；
（2）將鐵礦石輕輕放入塑料碗中，塑料碗仍漂浮，用刻度尺測出此時圓柱形玻璃筒內水的深度為h₂，并記錄在表格中；
（3）

 

（4）已知水的密度為ρ_水，利用測量出的物理量和ρ_水計算鐵礦石的密度ρ=

 

并將計算結果記錄在表格中．

Answer 1

分析：（1）測量物體密度，一般應用的原理都是ρ=

m

V

，如何得到鐵礦石的質量和體積是實驗的關鍵．
①在玻璃筒內放入適量水，將塑料碗輕輕放入水中漂浮，用刻度尺測出此時玻璃筒內水的深度為h₁；將鐵礦石放在塑料碗中，裝有鐵礦石的塑料碗仍在水中漂浮，用刻度尺測出此時玻璃筒內水的深度為h₂，設玻璃筒的底面積為S，兩次深度之差與底面積的乘積就是鐵礦石漂浮時排開水的體積；已知水的密度和鐵礦石漂浮時排開水的體積，可以得到鐵礦石漂浮排開水的質量，也就是鐵礦石的質量；
②鐵礦石的質量已經得到，測量體積的方法：將塑料碗中的鐵礦石放入玻璃筒中，用刻度尺測出此時玻璃筒內水的深度為h₃，h₃與h₁之差與玻璃筒底面積的乘積就是鐵礦石浸沒時排開水的體積，也就是鐵礦石的體積．
（2）已知鐵礦石的質量和體積，利用ρ=

m

V

得到其密度．

解答：解：設玻璃筒的底面積為S，由（1）（2）兩步可得鐵礦石的質量m=ρ_水S（h₂-h₁）
（3）應為：將塑料碗中的鐵礦石放入玻璃筒中，用刻度尺測出此時玻璃筒內水的深度為h₃，并記錄在表格中，則鐵礦石的體積V=S（h₃-h₁）．
根據公式ρ=

m

V

=

ρ水S(h2-h1)

S(h3-h1)

=

h2-h1

h3-h1

ρ水．
故答案為：（3）將塑料碗中的鐵礦石放入玻璃筒中，用刻度尺測出此時玻璃筒內水的深度為h₃，則鐵礦石的體積V=S（h₃-h₁），并記錄在表格中；（4）

h2-h1

h3-h1

ρ水．

點評：解決此題的關鍵是要利用現(xiàn)有的器材求出鐵礦石的質量，這里采用的是等效替代的方法，充分利用了漂浮的知識，是我們要重點學習的方法．