Question

綜合實(shí)踐活動(dòng)小組的同學(xué)利用所學(xué)知識(shí)測量雞蛋的密度．該小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

A．用天平測出雞蛋的質(zhì)量m；
B．按如下步驟來測量雞蛋的體積V；
C．根據(jù)測量數(shù)據(jù)算出雞蛋的密度ρ=m/V．
（1）一位同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)過程誤差較大，請你指出可能產(chǎn)生誤差的主要環(huán)節(jié)并提出改進(jìn)意見．
（2）另一位同學(xué)測量容器底面積為100cm²，雞蛋的質(zhì)量55g，向該容器中注入10cm深的水后．將雞蛋輕輕放入水中，發(fā)現(xiàn)雞蛋沉至容器底部，此時(shí)測得水面升高35mm．然后向容器中加食鹽并不停地?cái)噭?dòng)，直到雞蛋恰好懸浮起來為止．請你根據(jù)上述信息，求得這只雞蛋的平均密度．
（3）另一組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)器材只有彈簧測力計(jì)、燒杯、水、細(xì)線，請你利用現(xiàn)有的器材再設(shè)計(jì)出一種測雞蛋密度的方案．
①實(shí)驗(yàn)步驟
②雞蛋密度表達(dá)式．

Answer 1

解：（1）產(chǎn)生誤差的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是：用手取出雞蛋時(shí)帶出一部分水，倒入燒杯中的水偏多，使測出雞蛋的體積偏大，密度偏�。�
改進(jìn)意見：由于用手取出雞蛋時(shí)帶出部分水，改進(jìn)的方法是設(shè)法減小帶出的水對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響．
方法：圖1，取相同的兩個(gè)燒杯甲和乙，倒入適量的相同質(zhì)量的水．
圖2，雞蛋浸沒在甲燒杯中，記下標(biāo)記．
圖3，用量筒往乙燒杯中加入水到標(biāo)記處，使甲和乙液面相同，加入水的體積，即為雞蛋的體積．

（2）雞蛋的體積V_蛋=S△h=100cm²×3.5cm=350cm³；
雞蛋的密度ρ==≈0.157g/cm³=1.57×10²kg/m³．
（3）實(shí)驗(yàn)步驟：①a、雞蛋用細(xì)線拴好掛在測力計(jì)上，讀出示數(shù)，即為雞蛋的重力G；
b、將雞蛋完全浸沒在水中，讀出測力計(jì)的示數(shù)F；
c、根據(jù)測量數(shù)據(jù)算出雞蛋的密度．
②雞蛋的質(zhì)量m=，
由阿基米德原理可知，雞蛋排開水的重力G_水=G-F=ρ_水gV_排，
雞蛋排開水的體積就是雞蛋的體積V_雞蛋=V_排=，
雞蛋的密度ρ_雞蛋===ρ_水；
故答案為：（1）產(chǎn)生誤差的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是：用手取出雞蛋時(shí)帶出一部分水，
倒入燒杯中的水偏多，使測出雞蛋的體積偏大，密度偏小．
改進(jìn)意見：由于用手取出雞蛋時(shí)帶出部分水，改進(jìn)的方法是設(shè)法減小帶出的水對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響．
（2）雞蛋的平均密度是1.57×10²kg/m³．
（3）實(shí)驗(yàn)步驟：①a、雞蛋用細(xì)線拴好掛在測力計(jì)上，讀出示數(shù)，即為雞蛋的重力G；
b、將雞蛋完全浸沒在水中，讀出測力計(jì)的示數(shù)F；
c、根據(jù)測量數(shù)據(jù)算出雞蛋的密度．
②雞蛋的密度表達(dá)式：ρ_雞蛋===ρ_水；
分析：（1）用手取出雞蛋時(shí)帶出一部分水，倒入燒杯中的水偏多，使測出雞蛋的體積偏大，密度偏�。辉O(shè)法減小手取雞蛋時(shí)，手和雞蛋帶出的水．改進(jìn)方法：取相同的兩個(gè)燒杯甲和乙，倒入適量的相同體積的水，雞蛋浸沒在甲燒杯中，用量筒往乙燒杯中加入水，使甲和乙液面相同，加入水的體積，即為雞蛋的體積．
（2）雞蛋懸浮時(shí)排開水的體積等于雞蛋的體積；已知雞蛋質(zhì)量，由密度公式可以求出雞蛋的密度．
（3）先用測力計(jì)測出雞蛋的重力；再把雞蛋全部浸入水中，讀出測力計(jì)的示數(shù)；根據(jù)稱重法求出雞蛋所受的浮力，進(jìn)一步求出雞蛋的體積，再根據(jù)密度公式求出雞蛋的密度．
點(diǎn)評：（1）本題中雞蛋無法放入量筒中測量體積，利用等效替代的方法，甲乙是相同的燒杯，倒入相同質(zhì)量的水，雞蛋浸沒在甲燒杯中，往乙燒杯中倒入水，使兩個(gè)燒杯在水的液面相平，雞蛋的體積等于乙燒杯中加水的體積．
（2）根據(jù)排水法測出雞蛋的體積是正確解題的關(guān)鍵．
（3）本題考查了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，有一定的難度，利用稱重法、排水法測出雞蛋的體積是求出雞蛋密度的關(guān)鍵．