Question

小紅在海邊拾到一塊漂亮的小石頭，她想測(cè)出小石塊的密度，小紅利用一架托盤天平、一個(gè)燒杯、適量的水和細(xì)線設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量小石塊密度的方案，以下是她設(shè)計(jì)的部分實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)你按照小紅的實(shí)驗(yàn)思路，將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整：
（1）用調(diào)節(jié)好的天平測(cè)出小石塊的質(zhì)量m₁；
（2）在燒杯中注入適量的水，用天平稱出燒杯和水的總質(zhì)量m₂；
（3）

 

，在天平右盤添加適量的砝碼，移動(dòng)游碼，天平平衡后，砝碼與游碼的總示數(shù)為m₃；
（4）已知水的密度為ρ_水，利用上述測(cè)出的物理量和已知量計(jì)算小石塊密度ρ_石的表達(dá)式：ρ_石=

 

．

Answer 1

分析：（1）本題石塊的質(zhì)量可以用天平測(cè)量，由于沒有量筒，石塊體積不能直接測(cè)量．可運(yùn)用“替代間接測(cè)量法”先測(cè)出燒杯和水的質(zhì)量m₂，實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓石塊浸沒在水中，在燒杯上做一記號(hào)，把石塊拿出，加水至記號(hào)處，稱得燒杯和水的質(zhì)量m₃，m₃-m₂為添加的水的質(zhì)量，已知水的密度，
根據(jù)密度公式ρ_水=

m

v

，V_加=

m

ρ水

=

m3-m2

ρ水

，就能求出添加的水的體積，這時(shí)添加水的體積就等于石塊的體積．
（2）根據(jù)密度公式，已知石塊的質(zhì)量m₁，體積V_石，求出石塊的密度．

解答：解：
（1）根據(jù)題意，測(cè)量石塊的密度，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)器材沒有量筒，不能利用排水法測(cè)量石塊的體積，可運(yùn)用“替代間接測(cè)量法”先測(cè)出燒杯和水的質(zhì)量m₂，然后把石塊放入燒杯中，記錄燒杯中水的位置，取出石塊，往燒杯添加到記錄的位置，添加的水的體積就是石塊的體積，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)器材沒有量筒，所以稱得添加水和燒杯的總質(zhì)量m₃，
m₃-m₂即為添加的水的質(zhì)量m_加，
已知水的密度，根據(jù)密度公式ρ_水=

m

v

，
∴V_加=

m加

ρ水

=

m3-m2

ρ水

，
∵V_加=V_石
∴V_石=

m3-m2

ρ水

，
故答案為：將石塊浸沒在水中，在燒杯內(nèi)水面做記號(hào)，取出石塊，向杯內(nèi)加水到記號(hào)處；
（2）根據(jù)密度公式ρ=

m

v

，已知石塊的質(zhì)量m₁，體積V_石=

m3-m2

ρ水

，
∴ρ_石=

m

v

=

m1

m3-m2 ρ水

=

m1ρ水

m3-m2

．
故答案為

m1ρ水

m3-m2

．

點(diǎn)評(píng)：本題是考查學(xué)生知識(shí)的運(yùn)用，而不是單純的考查學(xué)生知識(shí)的記憶，知識(shí)的遷移，方法的靈活掌握．應(yīng)用到物理的方法是替代法，間接測(cè)量某個(gè)物理量這也=是物理上常用的一種方法．