Question

小明在進行實驗時測金屬塊密度實驗，由于某種原因，天平砝碼無法使用，現(xiàn)給已調(diào)節(jié)好的天平一架、相同的燒杯兩個、量筒一個、滴管一個、細線和適量的水．請設(shè)計實驗步驟，測量出金屬塊的密度．
（1）實驗步驟：
（2）金屬塊密度表達式：________．

Answer 1

解：實驗步驟：
①將天平放在水平臺上，調(diào)節(jié)天平，使橫梁平衡；
②將一只空燒杯和金屬塊放在左盤，右盤內(nèi)放相同的燒杯，并用滴管在杯內(nèi)加減水的質(zhì)量，直到天平重新平衡；
③將右盤杯中的水倒入量筒中，記下量筒中水的體積V₀；
④在量筒中盛適量水，記下水的體積V₁；
⑤用細線系住金屬塊，使其浸沒在量筒水中，讀出水面所對的刻度值V₂；
（2）金屬塊的質(zhì)量m=右盤燒杯中水的質(zhì)量m′，
∴m=m′=ρ_水V₀，
金屬塊的體積V=V₂-V₁，
金屬塊的密度表達式：ρ==．
故答案為：（1）同上；（2）ρ=．
分析：實驗依據(jù)的基本原理仍然是測量金屬塊的質(zhì)量和體積，根據(jù)密度公式求金屬塊的密度．
（1）測量金屬塊的質(zhì)量：天平?jīng)]有砝碼，不能按照常規(guī)進行測量，把天平的橫梁調(diào)平之后，左右兩盤放相同燒杯，左盤再放金屬塊，右盤燒杯中倒水，使天平橫梁重新平衡．即可測得水的質(zhì)量等于金屬塊的質(zhì)量．把水倒入量筒，測量體積，知道水的密度，可以求出水的質(zhì)量．
（2）測量金屬塊的體積：量筒中倒入適量的水記下體積，把金屬塊用細線拴好，浸沒在水中，記下水和金屬塊的總體積，可以求出金屬塊的體積．
點評：本題天平?jīng)]有砝碼，無法直接測量金屬塊的質(zhì)量，利用等效替代的方法，用水的質(zhì)量等于金屬塊的質(zhì)量，再測量水的體積，根據(jù)密度的導出公式，求出水的質(zhì)量，即金屬塊的質(zhì)量，這是本題的關(guān)鍵．