Question

小明同學在河里拾到一塊小石頭，他想知道這塊石頭浸沒在水中受到的浮力和石頭的密度，于是他設(shè)計以下的實驗方案．
（1）實驗器材：小石頭、細線、溢水杯、水、小燒杯、量筒、天平．
（2）實驗步驟：
A．在溢水杯中裝滿水；
B．用細線拴住小石頭，吧小石頭浸沒在溢水杯中，同時用小燒杯接住溢出的水；
C．用量筒測量

溢出水

的體積V；
D．計算小石頭受到的浮力，F(xiàn)_浮=

ρ_水gV

．
（3）小明完成該實驗后從溢水杯中取出小石頭直接放在已調(diào)好的天平上測出質(zhì)量，求出了小石頭的密度．你認為小剛這樣做，測得的石頭密度值與實際密度值相比偏

大

（填“大”或“小”）．

Answer 1

分析：（2）C、根據(jù)阿基米德原理，利用溢水杯、量筒，已知密度的水，進行試驗，實驗的關(guān)鍵是，測量小石頭的體積，可根據(jù)浮力知識得知小石頭的體積等于排開水的體積．
D、根據(jù)阿基米德原理的內(nèi)容知道浮力大小與液體的密度和排開液體的體積有關(guān)，可以計算出小石頭受到的浮力．
（3）小剛完成該實驗后從溢水杯中取出小石頭直接放在已調(diào)好的天平上測出質(zhì)量，這時小石頭沾有水，測得的質(zhì)量偏大．根據(jù)密度公式，求出的密度比實際密度大．

解答：解：（2）根據(jù)阿基米德原理，小石頭的體積等于排開水的體積．要測量小石頭的體積，就要測量排開水的體積，即溢出的水的體積．
根據(jù)阿基米德原理：浸在液體中的物體所受的浮力，大小等于它排開液體所受的重力．已知排開水的體積V，質(zhì)量m=ρ_水V
根據(jù)重力公式：G=mg，∴G_水=ρ_水gV
∴F_浮=G_水=ρ_水gV．
（3）測量的小石頭沾有水，造成測量的質(zhì)量偏大，根據(jù)密度公式ρ=

m

V

，影響密度大小的兩個因素是物體的質(zhì)量和體積，質(zhì)量變大，在體積一定的情況下，其密度就變大．
故答案為：C．溢出水；D．ρ_水gV；大．

點評：本題重點考查固體密度的測量以及應用阿基米德原理解決問題．