Question

小明利用彈簧測力計、細線、裝有適量水的小桶，測量鐵礦石的密度。以下是小明設計的實驗步驟，請你按照他的實驗思路，將實驗步驟補充完整。

（1）將裝有適量水的小桶懸掛在彈簧測力計下方，待小桶靜止時，讀出彈簧測力計的示數F1，并記錄在表格中；

（2）用細線拴住鐵礦石，將鐵礦石放入小桶中，手松開細線，鐵礦石沉入桶底，待小桶靜止時，讀出彈簧測力計的示數F2，并記錄在表格中；

（3） ，待小桶靜止時，讀出彈簧測力計的示數F3，并記錄在表格中；

（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石 = ，并將計算結果記錄在表格中。

 

Answer 1

（3）用手提起細線，使鐵礦石仍浸沒水中且不接觸桶底和壁。 （4）(F2- F1)ｐ水/(F3- F1)

【解析】

因為小明的實驗思路，是利用差值法測出鐵礦石的重力和浸沒水中時受到的浮力，所以（3）中的步驟是用手提起細線，使鐵礦石仍浸沒水中且不接觸桶底和壁；（4）因為鐵礦石的重力G=F2- F1，鐵礦石受到的浮力F浮=F3- F1，且物體浸沒時，V排=V物，所以由G=mg=ρ物V物g，F浮=G排＝ρ液gV排，可得：

ρ石/ρ水=G/F浮=F2- F1/F3- F1,即ρ石=(F2- F1)ｐ水/(F3- F1)。