千年疑案再探
2000多年前阿基米德巧斷皇冠案至今仍為人津津樂道,但是小明學過密度知識以后,經(jīng)過探究,作出如下陳述。
情景再現(xiàn)
2000多年前,敘拉古的國王命令一個工匠替他打造一頂皇冠。國王給了工匠他所需要的數(shù)量的黃金。工匠的手藝非常高明,制做的皇冠精巧別致,而且質(zhì)量跟當初國王所給的黃金一樣大?墒牵腥讼驀鯃蟾嬲f:“工匠制造皇冠時,私下吞沒了一部分黃金,把同樣重的銀子摻了進去!眹趼牶,也懷疑起來,就把阿基米德找來,讓他想法判定一下。
阿基米德對國王說:“請允許我先做一個實驗,才能把結(jié)果報告給你。”國王同意了。阿基米德把金王冠放入一個盛滿水的桶中,測出溢出水的體積。然后把等質(zhì)量的純金也放入這個盛滿水的桶中,測出溢出水的體積。發(fā)現(xiàn)前者大于后者,說明皇冠的密度比金塊的密度小,這就證明皇冠不是用純金制造的。”阿基米德有條理的講述,使國王信服了。于是國王將那個工匠抓拿歸案。
收集證據(jù)并作如下假設(shè):
皇冠總質(zhì)量為1000g,金匠摻了300g的銀(因為如果超過這個比例,皇冠的顏色會有明顯變化),阿基米德用的桶橫截面積為400cm2。已知ρ金=19.3g/cm3,ρ銀=10.6g/cm3。
(1)疑點一:計算1000g純金的體積是多少?摻了300g銀的皇冠體積是多少?兩者浸沒在桶中使水面上升的高度相差多少?
(2)疑點二:假如純金皇冠體積與摻了300g銀的皇冠體積相等,則空心部分體積是多少?
總結(jié)陳詞:
(3)根據(jù)疑點一計算的高度相差值非常_______(填“小”或“大”),難以精確測量,另外還要考慮液體表面張力、人為因素等造成的誤差,所以懷疑阿基米德的實驗的可靠性,根據(jù)疑點二如果匠人在制作的時候有意或無意的制作一些空心部分,則肯定會因此而有滅頂之災。所以認為匠人有罪的證據(jù)不足,應予以重新測量。
如果皇冠(直徑約20cm)是實心的,利用托盤天平1(稱量500g)、托盤天平2(稱量2000g)、量筒1(250ml最小分度值20ml)、量筒2(100ml最小分度值1ml)、大容器(直徑25cm)、滴管等實驗器材測量皇冠的密度。
(4)選擇器材:_________、___________、大容器(直徑25cm)、滴管等
(5)實驗步驟(可以配圖說明):_________________________________________________
(6)最后表達式:ρ皇冠=_____________
影響實驗精確的因素有:___________________________(寫出一點即可)
(7)請你對這次《千年疑案再探》談?wù)勀愕南敕ā?
①對于小明所提出的兩個疑點,你的想法是:____________________________________
②對于小明的這種質(zhì)疑精神,你的想法是:______________________________________