Question

美術課上同學們用橡皮泥捏動物模型時，想知道橡皮泥的密度有多大．課后，他們?nèi)×送�一塊橡皮泥，采用了兩種實驗方案，來測量橡皮泥的密度．
方案一：選擇天平、量筒、水和細線進行實驗操作，實驗過程按圖甲所示順序進行．

（1）由圖可知：橡皮泥的體積V=______cm³；橡皮泥的質量m=______g；橡皮泥的密度ρ=______kg/m³．
（2）請你評估：這一實驗過程測算出的密度結果將______（選填“偏大”、“偏小”或“準確”），原因是______．
方案二：選擇彈簧測力計（如圖乙）、水和細線設計實驗方案如下：
a．橡皮泥用線系好，用測力計測出橡皮泥的重力G₁．
b．將測力計吊著的橡皮泥浸沒水中，讀出這時測力計的示數(shù)為G₂．
（1）則可知橡皮泥密度的表達式：______（用所測量的符號表示）．
（2）請你評價：在該方案中能不能測出橡皮泥的密度？答：______（選填“能”或“不能”），原因是______．

Answer 1

【答案】分析：方案一：（1）橡皮泥的體積等于橡皮泥浸沒水中前后的量筒中水面對應刻度差．
橡皮泥的質量=砝碼的質量+游碼對應的刻度值．
知道橡皮泥的質量和體積，根據(jù)密度公式求出橡皮泥的密度．
（2）先測量橡皮泥的體積，后測量橡皮泥的質量，橡皮泥上沾有水，會使橡皮泥的質量測量值偏大．要先測量橡皮泥的質量，然后測量橡皮泥的體積．
方案二：（1）用彈簧測力計測量橡皮泥的重力G₁，把橡皮泥浸沒在水中讀出彈簧測力計示數(shù)G₂，求出橡皮泥受到的浮力G₁-G₂．根據(jù)阿基米德原理求出浮力F_浮=ρ_水gV_排=G₁-G₂，求出橡皮泥的體積，根據(jù)G=mg求出橡皮泥的質量，根據(jù)密度公式求出橡皮泥的密度．
（2）橡皮泥的質量很小，重力很小，不足彈簧測力計的分度值，無法測量橡皮泥的重力，無法完成實驗．
解答：解：方案一：（1）橡皮泥的體積V=30ml-20ml=10ml=10cm³，
橡皮泥的質量m=砝碼質量+游碼對應的刻度值=10g+3.4g=13.4g，
橡皮泥的密度ρ===1.34g/cm³=1.34×10³kg/m³．
（2）先測量橡皮泥的體積，后測量橡皮泥的質量，橡皮泥上沾有水，會使橡皮泥的質量測量值偏大，橡皮泥的體積測量是準確的，所以橡皮泥的密度偏大．
方案二：（1）用彈簧測力計測量橡皮泥的重力G₁，把橡皮泥浸沒在水中讀出彈簧測力計示數(shù)G₂，
橡皮泥受到的浮力：F_浮=G₁-G₂，
橡皮泥浸沒在水中受到的浮力為：F_浮=ρ_水gV_排=G₁-G₂，
橡皮泥的體積：V=V_排=，
橡皮泥的質量：m=，
所以橡皮泥的密度為：ρ==．
（2）橡皮泥的重力：G₁=mg=0.0134kg×9.8N/kg=0.13132N，
彈簧測力計的分度值是0.2N，
橡皮泥的重力小于彈簧測力計的分度值，無法準確測量重力，無法準確求出浮力，無法準確求出橡皮泥的密度．
故答案為：方案一：（1）10；13.4；1.34×10³；（2）偏大；附著在橡皮泥上的水使得橡皮泥質量的測量值偏大；
方案二：（1）；（2）不能； 因為橡皮泥的重力小于彈簧測力計的分度值，從而無法較精確測出橡皮泥所受重力及浮力．
點評：本實驗提供了固體密度測量的兩種方法：一般測量法（方案一）；浮力測量法（方案二）．