Question

物理實驗課上，老師讓同學(xué)們自選器材測量物體的密度．小雨選擇了天平、量筒、水和細線，測量橡皮泥的密度．實驗操作過程如圖所示：

（1）上圖中合理的操作順序是

 

（填序號）．
（2）由圖可知，橡皮泥的質(zhì)量m=

 

g，橡皮泥的體積V=

 

cm³，則橡皮泥的密度ρ=

 

kg/m³．
（3）測量完密度后，小雨還想知道浮力的大小與物體所受的重力大小是否有關(guān)，再給你一只彈簧測力計，請你幫他設(shè)計一個實驗驗證他的猜想．（簡要寫出實驗過程及分析論證）

Answer 1

分析：用天平和量程來測量固體的密度時，要先測量固體的質(zhì)量，再利用量筒和水測量固體的體積，順序不能顛倒，否則固體上沾有水，測量的質(zhì)量不準確，給實驗帶來誤差．
根據(jù)砝碼和游碼對應(yīng)的刻度值計算物體的質(zhì)量，讀出物體浸沒水前后水面到達的刻度，求出物體的體積，根據(jù)密度公式計算物體的密度．
浮力大小跟液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān)，在探究浮力和重力是關(guān)系時，采用控制變量法，保證液體的密度和排開液體的體積相同，采用水做實驗保證液體密度相同，采用橡皮泥浸入前后水面到達的刻度相同保證橡皮泥排開水的體積相同，把橡皮泥分成重力大小不同兩塊，分別測量重力和在水中時彈簧測力計的示數(shù)，求出浮力，比較浮力和重力，得出結(jié)論．

解答：解：（1）首先測量橡皮泥的質(zhì)量，然后量筒內(nèi)倒入適量的水，讀出水的體積，再把橡皮泥用細線拴好，浸沒在水中，讀出水面到達的刻度．
故答案為：CAB．
（2）游碼對應(yīng)的刻度值，標尺每一個大格代表1g，每一個小格代表0.2g，游碼對應(yīng)的刻度值是4.4g．
物體的質(zhì)量=砝碼的質(zhì)量+游碼對應(yīng)的刻度值=20g+4.4g=24.4g．
物體的體積=V-V'=80ml-60ml=20ml=20cm³．
ρ=

m

v

=

24.4g

20cm3

=1.22g/cm³=1.22×10³kg/m³．
故答案為：24.4；20；1.22×10³；
（3）實驗過程：
①將橡皮泥分成大小不等的兩塊，將小塊橡皮泥用細線系好掛在彈簧測力計下，測出小塊橡皮泥受重力為G₁，再將小塊橡皮泥浸入裝有適量水的量筒中記下水面到達的刻度V，并記下彈簧測力計示數(shù)F₁．
②取出小塊橡皮泥，用同樣方法測出大塊橡皮泥受重力為G₂，將大塊橡皮泥浸入量筒中使水面到達刻度V，記下彈簧測力計示數(shù)F₂．
分析論證：
分別求出小塊、大塊橡皮泥所受浮力F_浮1=G₁-F₁，F(xiàn)_浮2=G₂-F₂
比較F_浮1與F_浮2，
若F_浮1=F_浮2，說明浮力大小與物體重力無關(guān)．
若F_浮1≠F_浮2，說明浮力大小與物體重力有關(guān)．

點評：探究浮力大小和重力大小的關(guān)系的實驗，采用控制變量法，保證液體密度和排開液體的體積相同，尤其是采用量筒內(nèi)水升高的液面相同，來控制物體排開液體的體積相同，容易忽略并且不容易想到，這是設(shè)計實驗的關(guān)鍵．