Question

2．有下列A、B兩組器材：
A組：天平（ 量程0～200g，分度值0.2g ），量筒（ 量程0～100ml，分度值1ml ），彈簧測(cè)力計(jì)（量程0～5N，分度值0.2N ）
B組：細(xì)線、水、鹽水、小石塊（體積約10cm³）、正方體木塊（邊長(zhǎng)a=10cm）、兩個(gè)相同的燒杯
請(qǐng)?jiān)贏組只選一種器材，B組中可以任選若干種所需器材，將所選的器材組合使用，設(shè)計(jì)一種精確測(cè)量鹽水密度的實(shí)驗(yàn)方法．
要求：（1）寫出選用的實(shí)驗(yàn)器材；
（2）寫出實(shí)驗(yàn)步驟和用已知量和測(cè)量量表示的鹽水密度表達(dá)式．

Answer 1

分析 根據(jù)密度公式ρ=$\frac{m}{V}$，可知，測(cè)量液體密度，需要獲得它的質(zhì)量和體積．因?yàn)锳組器材只允許選擇一種，所以只能直接測(cè)量物質(zhì)的質(zhì)量和體積中的一種，另一種物理量需要間接獲得．

解答 解：（1）若沒(méi)有量筒，液體體積無(wú)法直接測(cè)量時(shí)，往往需要借助于等體積的水，水的密度是已知的，在體積相等時(shí)，兩種物質(zhì)的質(zhì)量之比等于它們的密度之比．
故在A組選用器材天平，B組選用兩個(gè)相同的燒杯、水、鹽水；
（2）實(shí)驗(yàn)步驟：
①用天平測(cè)出空燒杯質(zhì)量m₀．
②用燒杯取一定量的水，并用記號(hào)筆在液面處作出記號(hào)．用天平測(cè)出水和燒杯的總質(zhì)量m₁，計(jì)算出燒杯內(nèi)水的質(zhì)量m₁-m₀．
③再用燒杯取與水等體積的鹽水，并用天平測(cè)出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m₂，計(jì)算出鹽水的質(zhì)量m₂-m₀．
④因純水和鹽水體積相等，得v_鹽水=v_水．
由$\frac{{ρ}_{鹽水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{V}_{鹽水}}}{\frac{{m}_{1}-{m}_{0}}{{V}_{水}}}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}$，
得：ρ_鹽水=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}$•ρ_水

點(diǎn)評(píng) 本題開(kāi)放性較強(qiáng)，除了上述解答方法以外，還有還有很多方法．在沒(méi)有天平直接測(cè)量、計(jì)算液體的體積時(shí)，可以利用浮力的知識(shí)間接測(cè)量．要靈活運(yùn)用所給器材，尋找合適的測(cè)量方法．