Question

4．（1）小華想測(cè)量醬油的密度，他只找來(lái)了如下器材：彈簧測(cè)力計(jì)、空飲料瓶、水（密度為ρ₀）和細(xì)線．你能幫助他完成測(cè)量嗎？請(qǐng)寫(xiě)出你設(shè)計(jì)的操作步驟，并利用測(cè)出物理量的字母寫(xiě)出醬油密度的表達(dá)式；
（2）小華還設(shè)計(jì)了比較醬油密度的實(shí)驗(yàn)方法．
將一正方體塑料塊先后放入這兩種不同品牌的醬油中，讓它漂浮在液面上，觀察塑料塊露出液面的體積，露出液面體積較大的醬油的密度較大，請(qǐng)說(shuō)明理由．

Answer 1

分析 （1）利用題目中所方法測(cè)醬油密度，遇到的關(guān)鍵困難是要解決如何測(cè)醬油的體積，這里是借助了水來(lái)進(jìn)行等效替代．因此，按照這一思路結(jié)合密度的公式可完成本實(shí)驗(yàn)；
（2）根據(jù)浮沉條件可確定塑料塊受到的浮力，再根據(jù)阿基米德原理可判斷在不同密度液體中V_排的大小，由此判斷體積的浸與露的大小；
由液體內(nèi)部的壓強(qiáng)規(guī)律可知，在深度相同時(shí)，液體的密度越大，其受到的壓強(qiáng)也越大，由此可判斷不同醬油的密度大�。�

解答 解：
（1）實(shí)驗(yàn)步驟：
①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出空飲料瓶的重力G₁；
②在空飲料瓶中裝滿(mǎn)水把蓋子擰緊，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出瓶和水的總重力G₂；
③在空飲料瓶中裝滿(mǎn)醬油，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出瓶和醬油的總重力G₃．
計(jì)算：
水的體積V=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{\frac{{G}_{水}}{g}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{G}_{2}-{G}_{1}}{{ρ}_{水}g}$，
醬油的體積V′=V=$\frac{{G}_{2}-{G}_{1}}{{ρ}_{水}g}$，
醬油的質(zhì)量：m′=$\frac{{G}_{3}-{G}_{1}}{g}$，
醬油的密度ρ=$\frac{m′}{V′}$=$\frac{\frac{{G}_{3}-{G}_{1}}{g}}{\frac{{G}_{2}-{G}_{1}}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{{G}_{3}-{G}_{1}}{{G}_{2}-{G}_{1}}$ρ_水．
（2）塑料塊能漂浮在兩種醬油中，說(shuō)明所受的浮力都等于塑料塊自身的重力．根據(jù)浮力的公式F_浮=ρ_液gV_排，誰(shuí)的密度大，誰(shuí)排開(kāi)的液體體積就小，因此，露出液面體積較大的醬油的密度較大．
故答案為：
（1）見(jiàn)解答；
（2）大；理由見(jiàn)解答．

點(diǎn)評(píng) 在沒(méi)有天平和量筒的情況下測(cè)醬油的密度，這里考慮的解決方案是，用彈簧測(cè)力計(jì)代替天平，測(cè)出重力再求質(zhì)量；用水的體積替代醬油的體積，用等效替代求出醬油的體積，最后再用公式求出密度．