Question

14．要測定蠟燭的密度，有以下可選器材：待測蠟燭、量筒、裝水的燒杯、細線、硬金屬絲、筷子，實驗步驟如下：
（1）將適量的水倒入量筒中，如圖甲所示；
（2）將蠟燭輕放入量筒中，如圖乙所示；
（3）算出蠟燭受到的浮力F_浮=0.08 N．（g=10N/kg）
（4）用金屬絲（選填題中所給的最佳器材）輔助將蠟燭浸沒入水中，如圖丙所示，蠟燭的體積為10 cm³．
（5）由以上實驗數(shù)據(jù)，算出蠟燭密度ρ_蠟=0.8×10³kg/m³．（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）分別讀出甲、乙圖中水面對應的體積，兩次體積之差等于蠟燭排開水的體積，然后根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排即可求出蠟燭受到的浮力；
（2）為了不影響蠟燭排開水體積，需選用較細的金屬絲使蠟燭完全浸沒；并讀出丙中水面對應的體積，減去甲中水的體積，即為蠟燭的體積；
（3）根據(jù)蠟燭漂浮時浮力等于重力，求出蠟燭的質(zhì)量，再利用ρ_蠟=$\frac{m}{V}$求出蠟燭的密度．

解答 解：（3）甲圖中水的體積：V₁=20mL；
乙圖中水面對應的體積：V₂=28mL；
放入蠟燭排開水的體積：V_排=28mL-20mL=8mL=8cm³=8×10^-6m³；
蠟燭受到的浮力F_浮=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×8×10^-6m³=0.08N；
（4）為了將誤差降低到最小，因此需用細金屬絲輔助將蠟燭浸沒入水中；
丙圖中水面對應的體積：V₃=30mL；
蠟燭的體積：V=30mL-20mL=10mL=10cm³=10×10^-6m³；
（5）蠟燭的質(zhì)量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{{F}_{浮}}{g}$=$\frac{0.08N}{10N/kg}$=0.008kg；
蠟燭密度：ρ_蠟=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.08kg}{10×1{0}^{-6}{m}^{3}}$=0.8×10³kg/m³．
故答案為：（3）0.08；（4）硬金屬絲；10；（5）0.8×10³．

點評 解決此題要把握住兩個關鍵，一是利用漂浮時的體積，求出蠟燭的質(zhì)量；二是利用完全浸沒時的體積，求出蠟燭的體積，進而求出蠟燭的密度．