Question

給你一架無砝碼、無游碼、已調好的等臂天平和一個量杯、細繩、一些細砂及適量的水(設水的密度ρ_水已知)．請測出一塊小礦石的密度．

要求：

(1)寫出實驗步驟及要測量的物理量．

(2)推出用所測物理量表達礦石密度的表達式．

Answer 1

答案：
解析：

精析與解答：由題知，無砝碼和游碼的天平，物體質量是不能直接測量讀出的． 　　測小礦石的密度根據(jù)ρ＝，需測得小礦石的質量m和體積V．用量筒可測出小礦石體積，小礦石質量如何測得是本題的難點和重點． 　　根據(jù)m＝ρV，對已知密度的物體，如果其體積能夠測得，則其質量也可以測得．在所提供的物體中，只有水的密度已知，其他密度未知，利用量筒和水以及等臂天平，可以間接地測出其他物體的質量． 　　為了使被測小礦石的質量與量杯中水的質量相等，測量小礦石質量前，需先用一些細砂平衡量杯的質量，即在一盤放空量杯，在另一盤放細砂并改變細砂的量使天平平衡，再在裝細砂的盤上加小礦石，并在量杯中加水，使天平再次平衡，此時m石＝m水＝ρ水V水，讀出水的體積即可得m水、m石．小礦石的體積可以用量杯直接測出． 　　(1)步驟及要測量的物理量： 　�、賹⒖樟勘�放在右盤，在左盤放適量的細砂，使天平平衡； 　�、谠谧蟊P再放上小礦石，在右盤的空量杯中慢慢加水，直至天平再次平衡； 　�、塾涗浵麓藭r量杯中水的體積V1； 　�、苋∠铝勘�，在杯中裝適量的水，記錄下此時量杯中水的體積V2； 　�、輰⑿〉V石放入量杯中，記錄下此時量杯中水面對應的示數(shù)V3． 　　(2)推導： 　　m石＝m水＝ρ水V1 　　V石＝V3－V2 　　∴ρ石＝＝

提示：

說明：當不能直接利用天平稱質量時，可以用“水＋量筒”或“已知密度物體＋水＋量筒”解決，這種“等效替代”的方法也可用來測物體的體積．