Question

物理實(shí)驗(yàn)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(xì)線，測量橡皮泥的密度．實(shí)驗(yàn)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(jì)，請你幫他設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證他的猜想．（簡要寫出實(shí)驗(yàn)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(shí)，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(zhǔn)確，給實(shí)驗(yàn)帶來誤差．
根據(jù)砝碼和游碼對應(yīng)的刻度值計(jì)算物體的質(zhì)量，讀出物體浸沒水前后水面到達(dá)的刻度，求出物體的體積，根據(jù)密度公式計(jì)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(shí)，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(shí)驗(yàn)保證液體密度相同，采用橡皮泥浸入前后水面到達(dá)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(shí)彈簧測力計(jì)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(xì)線拴好，浸沒在水中，讀出水面到達(dá)的刻度．
故答案為：CAB．
（2）游碼對應(yīng)的刻度值，標(biāo)尺每一個(gè)大格代表1g，每一個(gè)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(shí)驗(yàn)過程：
①將橡皮泥分成大小不等的兩塊，將小塊橡皮泥用細(xì)線系好掛在彈簧測力計(jì)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(dá)的刻度V，并記下彈簧測力計(jì)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(dá)刻度V，記下彈簧測力計(jì)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(diǎn)評：探究浮力大小和重力大小的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，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(jì)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵．