Question

一天，夏雨同學(xué)在洗碗時(shí)，突然想到要用學(xué)過的物理知識來測一下碗的密度．通過幾分鐘思考后，她找來刻度尺，利用高壓鍋．水和一只陶瓷碗就測出了這只碗的密度．
實(shí)驗(yàn)步驟如下（請你把實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整）
（1）在高壓鍋內(nèi)裝上適量的水，將刻度尺緊貼鍋壁豎直插入水中，讓水面位于0刻度處；將碗浸沒在鍋內(nèi)的水中，鍋內(nèi)的橫截面積為S，記下這時(shí)水面的高h(yuǎn)，則碗的體積V=

Sh

．
（2）要測出這只碗的密度，還需要怎樣做？請你寫出實(shí)驗(yàn)步驟和求密度表達(dá)式．

Answer 1

分析：測量碗的密度，一定要知道碗的質(zhì)量和體積，體積已經(jīng)測出，還需要測量碗的質(zhì)量．
測量碗質(zhì)量的方法：高壓鍋內(nèi)裝上適量的水，將刻度尺緊貼鍋壁豎直插入水中，讓水面位于0刻度處；
將碗漂浮在水面上，記下此時(shí)水面的高h(yuǎn)'．
碗漂浮在水面上，碗受到的浮力等于碗的重力，碗受到的浮力又等于碗排開水的重力，求出碗的質(zhì)量．

解答：解：（1）碗浸沒在水面，碗排開水的體積等于碗的體積，所以碗的體積為：V=Sh．
（2）要測量碗的密度，知道碗的體積，還要測量碗的質(zhì)量．
測量碗的質(zhì)量的步驟：將碗漂浮在水面上，記下此時(shí)水面的高h(yuǎn)'．
碗漂浮在水面上，F(xiàn)_浮=G，
根據(jù)阿基米德原理得，F(xiàn)_浮=G_排=ρ_水gV_排=ρ_水gSh'，
所以，G=mg=ρ_水gSh'，
碗的質(zhì)量為：m=ρ_水Sh'，
碗的密度為：ρ=

m

V

=

ρ水Sh′

Sh

=

ρ水h′

h

．
故答案為：（1）Sh；
（2）要測出這只碗的密度，還需要測量碗的質(zhì)量．
步驟：將碗漂浮在水面上，記下此時(shí)水面的高h(yuǎn)'．
密度表達(dá)式：ρ=

ρ水h′

h

．

點(diǎn)評：實(shí)驗(yàn)中沒有天平時(shí)，固體的質(zhì)量一般借助于漂浮條件和阿基米德原理原理進(jìn)行測量．
實(shí)驗(yàn)中沒有量筒，固體的體積一般借助于等體積的水來測量．