Question

17．某同學(xué)利用下圖中的實(shí)驗(yàn)器材測(cè)出了一小石塊的密度，他的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
A．小石塊用線系好，掛在彈簧測(cè)力計(jì)上讀出示數(shù)G；
B．將小石塊浸沒在水中，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出細(xì)線對(duì)小石塊的拉力F．
要求：（1）把實(shí)驗(yàn)步驟B補(bǔ)充完整；
（2）寫出小石塊密度的表達(dá)式：$\frac{G}{G-F}$ρ_水．

Answer 1

分析 利用彈簧測(cè)力計(jì)和細(xì)線，可以得到小石塊的重力，然后利用公式m=$\frac{G}{g}$得到石塊的質(zhì)量；
利用彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線和水，可以得到小石塊浸沒在水中受到的浮力，根據(jù)阿基米德原理變形公式可以得到小石塊的體積；
已知小石塊的質(zhì)量和體積，利用公式ρ=$\frac{m}{V}$得到小石塊的密度．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)步驟：
A．小石塊用線系好，掛在彈簧測(cè)力計(jì)上讀出示數(shù)G；
B．將小石塊浸沒在水中，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出細(xì)線對(duì)小石塊的拉力F．
小石塊的質(zhì)量為m=$\frac{G}{g}$，
小石塊受到的浮力為F_浮=G-F，
由F_浮=ρ_水gV_排可知，小石塊的體積為V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{G-F}{{ρ}_{水}g}$；
（2）小石塊的密度為ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{G}{g}}{\frac{G-F}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{G}{G-F}$ρ_水．
故答案為：（1）將小石塊浸沒在水中，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出細(xì)線對(duì)小石塊的拉力F；（2）$\frac{G}{G-F}$ρ_水．

點(diǎn)評(píng) 測(cè)定小石塊密度的實(shí)驗(yàn)和觀察探究浮力大小規(guī)律的實(shí)驗(yàn)都是我們較為熟悉的實(shí)驗(yàn)，但只給出待選的實(shí)驗(yàn)器材來自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)還是有一定難度的．首先應(yīng)對(duì)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程應(yīng)有一個(gè)較為完整的認(rèn)識(shí)，再從原理入手，依次設(shè)計(jì)出必要的步驟，并提出需要記錄的數(shù)據(jù)和觀察的現(xiàn)象，最終才能完成實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)．