Question

（2013?潮南區(qū)模擬）美術(shù)課上同學(xué)們用橡皮泥捏動(dòng)物模型時(shí)，想知道橡皮泥的密度有多大．課后，他們?nèi)×送�一塊橡皮泥，采用了兩種實(shí)驗(yàn)方案，來(lái)測(cè)量橡皮泥的密度．
方案一：選擇天平、量筒、水和細(xì)線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)過(guò)程按圖甲所示順序進(jìn)行．

（1）由圖可知：橡皮泥的體積V=

10

cm³；橡皮泥的質(zhì)量m=

13.4

g；橡皮泥的密度ρ=

1.34×10³

kg/m³．
（2）請(qǐng)你評(píng)估：這一實(shí)驗(yàn)過(guò)程測(cè)算出的密度結(jié)果將

偏大

（選填“偏大”、“偏小”或“準(zhǔn)確”），原因是

附著在橡皮泥上的水使得橡皮泥質(zhì)量的測(cè)量值偏大

．
方案二：選擇彈簧測(cè)力計(jì)（如圖乙）、水和細(xì)線設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下：
a．橡皮泥用線系好，用測(cè)力計(jì)測(cè)出橡皮泥的重力G₁．
b．將測(cè)力計(jì)吊著的橡皮泥浸沒(méi)水中，讀出這時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為G₂．
（1）則可知橡皮泥密度的表達(dá)式：

G1ρ水

G1-G2

（用所測(cè)量的符號(hào)表示）．
（2）請(qǐng)你評(píng)價(jià)：在該方案中能不能測(cè)出橡皮泥的密度？答：

不能

（選填“能”或“不能”），原因是

因?yàn)橄鹌つ嗟闹亓π∮趶椈蓽y(cè)力計(jì)的分度值，從而無(wú)法較精確測(cè)出橡皮泥所受重力及浮力

．

Answer 1

分析：方案一：（1）橡皮泥的體積等于橡皮泥浸沒(méi)水中前后的量筒中水面對(duì)應(yīng)刻度差．
橡皮泥的質(zhì)量=砝碼的質(zhì)量+游碼對(duì)應(yīng)的刻度值．
知道橡皮泥的質(zhì)量和體積，根據(jù)密度公式求出橡皮泥的密度．
（2）先測(cè)量橡皮泥的體積，后測(cè)量橡皮泥的質(zhì)量，橡皮泥上沾有水，會(huì)使橡皮泥的質(zhì)量測(cè)量值偏大．要先測(cè)量橡皮泥的質(zhì)量，然后測(cè)量橡皮泥的體積．
方案二：（1）用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量橡皮泥的重力G₁，把橡皮泥浸沒(méi)在水中讀出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)G₂，求出橡皮泥受到的浮力G₁-G₂．根據(jù)阿基米德原理求出浮力F_浮=ρ_水gV_排=G₁-G₂，求出橡皮泥的體積，根據(jù)G=mg求出橡皮泥的質(zhì)量，根據(jù)密度公式求出橡皮泥的密度．
（2）橡皮泥的質(zhì)量很小，重力很小，不足彈簧測(cè)力計(jì)的分度值，無(wú)法測(cè)量橡皮泥的重力，無(wú)法完成實(shí)驗(yàn)．

解答：解：方案一：（1）橡皮泥的體積V=30ml-20ml=10ml=10cm³，
橡皮泥的質(zhì)量m=砝碼質(zhì)量+游碼對(duì)應(yīng)的刻度值=10g+3.4g=13.4g，
橡皮泥的密度ρ=

m

V

=

13.4g

10cm3

=1.34g/cm³=1.34×10³kg/m³．
（2）先測(cè)量橡皮泥的體積，后測(cè)量橡皮泥的質(zhì)量，橡皮泥上沾有水，會(huì)使橡皮泥的質(zhì)量測(cè)量值偏大，橡皮泥的體積測(cè)量是準(zhǔn)確的，所以橡皮泥的密度偏大．
方案二：（1）用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量橡皮泥的重力G₁，把橡皮泥浸沒(méi)在水中讀出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)G₂，
橡皮泥受到的浮力：F_浮=G₁-G₂，
橡皮泥浸沒(méi)在水中受到的浮力為：F_浮=ρ_水gV_排=G₁-G₂，
橡皮泥的體積：V=V_排=

G1-G2

ρ水g

，
橡皮泥的質(zhì)量：m=

G1

g

，
所以橡皮泥的密度為：ρ=

m

V

=

G1ρ水

G1-G2

．
（2）橡皮泥的重力：G₁=mg=0.0134kg×9.8N/kg=0.13132N，
彈簧測(cè)力計(jì)的分度值是0.2N，
橡皮泥的重力小于彈簧測(cè)力計(jì)的分度值，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量重力，無(wú)法準(zhǔn)確求出浮力，無(wú)法準(zhǔn)確求出橡皮泥的密度．
故答案為：方案一：（1）10；13.4；1.34×10³；（2）偏大；附著在橡皮泥上的水使得橡皮泥質(zhì)量的測(cè)量值偏大；
方案二：（1）

G1ρ水

G1-G2

；（2）不能； 因?yàn)橄鹌つ嗟闹亓π∮趶椈蓽y(cè)力計(jì)的分度值，從而無(wú)法較精確測(cè)出橡皮泥所受重力及浮力．

點(diǎn)評(píng)：本實(shí)驗(yàn)提供了固體密度測(cè)量的兩種方法：一般測(cè)量法（方案一）；浮力測(cè)量法（方案二）．