Question

18．小明要測(cè)量一段蠟燭的密度（蠟燭的密度小于水），器材有：滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求的量筒，足量的水，細(xì)線(xiàn)，刻度尺，細(xì)長(zhǎng)的鐵絲，彈簧測(cè)力計(jì)．請(qǐng)從以上器材中選擇合適的器材，設(shè)計(jì)一個(gè)較為簡(jiǎn)便的方法，測(cè)出蠟燭的密度并寫(xiě)出蠟燭密度的表達(dá)式．（用測(cè)量量和已知量的字母表示）

Answer 1

分析 在量筒中倒入適量的水，記下體積V₁，再將蠟燭放入其中，測(cè)得體積V₂，得出蠟燭排開(kāi)水的體積，求出蠟燭所受到的浮力的大小；因?yàn)橄灎T是漂浮的，所以可以得到它的質(zhì)量；然后再用很細(xì)的探針將蠟燭入水中，使其浸沒(méi)在水中，記下體積V₃，得到蠟燭的體積（V₃-V₁），最后用密度公式即可求出蠟燭的密度．

解答 答：（1）實(shí)驗(yàn)器材：蠟燭、量筒、大頭針、細(xì)線(xiàn)、足量的水；
（2）實(shí)驗(yàn)步驟：①在量筒中倒入適量的水，記下體積V₁，
②將蠟燭放入其中，蠟塊漂浮在水中，測(cè)得體積V₂，
③用很細(xì)的探針將蠟燭壓入水中，使其浸沒(méi)在水中，記下體積V₃，
（3）蠟燭密度的表達(dá)式
因?yàn)橄灎T漂浮，G=F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水g（V₂-V₁）
蠟燭的質(zhì)量為：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{{ρ}_{水}g（{V}_{2}-{V}_{1}）}{g}$=ρ_水（V₂-V₁）
蠟燭的體積為：V=V₃-V₁
蠟燭的密度為：ρ_蠟燭=$\frac{m}{V}$=$\frac{（{V}_{2}-{V}_{1}）}{{V}_{3}-{V}_{1}}•{ρ}_{水}$；

點(diǎn)評(píng) 本題設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方法是不用天平測(cè)質(zhì)量，而是利用漂浮條件F_浮=G=mg求浮力，注意靈活利用公式，這是理解本實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)．