Question

小剛同學(xué)在測(cè)量一木塊的密度時(shí)，由于木塊的密度ρ_木小于水的密度ρ_水，因此他在測(cè)量時(shí)采取了如下的方法：
①將木塊懸掛在豎直的彈簧測(cè)力計(jì)下，測(cè)出木塊的重力G₁；
②取一個(gè)鐵塊懸掛在豎直的彈簧測(cè)力計(jì)下，測(cè)出鐵塊的重力G₂；
③將鐵塊完全浸沒(méi)在水中，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F₁；
（1）為了測(cè)出木塊的密度，小剛接下來(lái)的操作與測(cè)量應(yīng)是：______，讀出并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₂．
（2）根據(jù)以上測(cè)量的物理量和水的密度ρ_水，得出計(jì)算木塊密度的表達(dá)式為ρ_木=______．

Answer 1

【答案】分析：要測(cè)量木塊的密度，需要測(cè)量木塊的質(zhì)量和體積：
（1）木塊的質(zhì)量：可以用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出木塊重，再利用重力公式求木塊的質(zhì)量；
（2）木塊的體積：木塊的密度小于水的密度，在水中會(huì)漂浮，可以采用助沉法測(cè)量其體積，通過(guò)①②③測(cè)出木塊的重力、鐵塊的重力、鐵塊浸沒(méi)水中受到的浮力，再將鐵塊和木塊系在一起，掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，將鐵塊和木塊浸沒(méi)在水中讀出并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，利用稱(chēng)重法求出鐵塊和木塊系在一起受到的浮力，進(jìn)而求出木塊受到的浮力，再利用阿基米德原理求木塊排開(kāi)水的體積（木塊體積），
（3）最后利用密度公式求木塊的密度．
解答：解：
（1）小剛接下來(lái)的操作與測(cè)量：
將鐵塊和木塊系在一起，掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，將鐵塊和木塊浸沒(méi)在水中，讀出并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₂．
（2）木塊的質(zhì)量：
m_木=，
木塊和鐵塊的總重：
G_總=G₁+G₂，
木塊和鐵塊全浸入水中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)：
F_示=F₂，
木塊和鐵塊受到的浮力：
F_總浮力=G_總-F₂=G₁+G₂-F₂，
鐵塊受到的浮力：
F_鐵=G₂-F₁，
木塊受到的浮力：
F_木=F_總浮力-F_鐵=G₁+G₂-F₂-（G₂-F₁）=G₁+F₁-F₂，
∵F_木=ρ_水V_排g，
∴V_排==，
∵木塊浸沒(méi)水中，
∴V_木=V_排=，
（3）木塊的密度：
ρ_木===．
故答案為：（1）將鐵塊和木塊系在一起，掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，將鐵塊和木塊浸沒(méi)在水中；
（2）．
點(diǎn)評(píng)：木塊的密度小于水的密度，在水中會(huì)漂浮，可以采用助沉法測(cè)量其體積，本題沒(méi)有量筒，而是利用彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)稱(chēng)重法求木塊受到的浮力，再利用阿基米德原理求木塊排開(kāi)水的體積（木塊的體積）．