Question

【題目】某學習小組想測量一塊形狀不規(guī)則的小礦石的密度，主要實驗步驟如下：

(1)將兩個燒杯分別放在天平的兩個托盤上，各注入適量的水（水量能浸沒小礦石且保證后面的操作中水均不會從燒杯中溢出），使天平平衡；

(2)向量筒中加入適量的水，記下體積V1；

(3)手提細線吊住小礦石，將它浸沒在左盤的燒杯中，且不與燒杯接觸，用滴管將量筒中的水滴入______盤的燒杯中，直到天平平衡；

(4)記下此時量筒中剩余水的體積為V2，若水的密度用ρ水表示，則小礦石所受浮力F浮=______；

(5)______，再用滴管將量筒中的水滴入右盤的燒杯中，直到天平平衡；

(6)記下量筒中最后剩余水的體積V3；

(7)小礦石的密度ρ=______。

Answer 1

【答案】右 ρ水(V1V2) g 剪斷細線讓小礦石沉入杯底

【解析】

(3)[1]由實驗步驟(1)(2)知，天平平衡，量筒中水的體積為V1。手提細線吊住小礦石，將它浸沒在天平左盤的燒杯中，且不與燒杯接觸，礦石受到水豎直向上的浮力，根據(jù)力的作用的相互性，可知小礦石對水有豎直向下的力，左盤受到壓力增大，大小等于礦石受到的浮力，所以此時應用滴管將量筒中水滴入右盤燒杯中，直到天平平衡。
(4)[2]根據(jù)天平原理知，右盤中加入水的重力大小等于礦石受到的浮力，所以

F浮=G水=m水g=ρ水(V1V2) g

(5)[3]由題意，在這一步中要能結(jié)合前面的步驟計算出小礦石的質(zhì)量，所以應剪斷細線讓小礦石沉入杯底，再用滴管將量筒中的水滴入右盤的燒杯中，直到天平平衡。

(7)[4]小礦石沉入杯底后，左盤總質(zhì)量增加量等于小礦石質(zhì)量，大小等于右盤中相對步驟(1)中增加水的質(zhì)量，所以小礦石的質(zhì)量

m=ρ水(V1V3)

因為

F浮=ρ水g V排 =ρ水(V1V2) g

所以小礦石體積

V=V排= V1V2

小礦石密度