某实验小组想测出一块橡皮泥的密度,现在只有如下实验器材:量筒、水和一块橡皮泥.已知橡皮泥的密度大于水的密度,水的密度为ρ水.请你利用这些实验器材为他们设计出一个实验方案,测出这块橡皮泥的密度.要求:写出必要的实验步骤,并根据实验步骤中所测得的物理量写出密度表达式.
(1)实验步骤:
①________;
②________;
③________.
(2)橡皮泥密度表达式:ρ=________.
试题答案
(1)先在量杯中装入水,体积为V1,
将橡皮泥浸没,总体积为V2,
则橡皮泥体积V=V2-V1;
再将橡皮泥做成船状浮在水面,总体积为V3,
根据浮力知识,橡皮泥的质量m=ρ水(V3-V1),
故答案为:
①.在量杯中倒入适量水,读出体积为V1;
②.将橡皮泥做成实心,放入量杯水中浸没,读出橡皮泥和水的总体积为V2;
③.再将橡皮泥做成船状,让其浮在量杯的水面上静止,读出水的体积为V3.
(2)根据密度公式ρ=,碗状橡皮泥漂浮于水面上,故受浮力与重力相等,则求得浮力即可求得橡皮泥的重量,故由二力平衡或漂浮原理可求得质量;
即G=F浮=ρ水(V3-V1)g=mg,
∴橡皮泥m=ρ水(V3-V1);橡皮泥的体积=V2-V1,
∴密度ρ橡皮泥==ρ水
故答案为:ρ=ρ水.
试题解析
(1)解决本题的关键是如何求出橡皮泥的质量,由物体的浮沉条件可知橡皮泥的重量,由重量即可求得质量.即先读出量筒中水的体积V1,将橡皮泥浸没,总体积为V2
,再将橡皮泥做成船状浮在水面,总体积为V3,碗状橡皮泥漂浮于水面上,故受浮力与重力相等,则求得浮力即可求得橡皮泥的重量,故由二力平衡或漂浮原理可求得质量;橡皮泥的质量m=ρ水(V3-V1),
由完全沉入水底时水的体积变化可求得橡皮泥的体积,v橡皮泥=V2-V1.
(2)根据密度公式ρ=,算出密度.
点评:本题综合应用密度知识及浮力有关知识,难度较大,给学生解题带来一定困难!本题求解橡皮泥的质量是关键,由漂浮于水面上时的浮力与重力相等求得橡皮泥的质量,是一道好题,浮力知识是中考必考的一个知识点,需要掌握.
物理学习经验分享:翻译和留痕就是在审题时首先用符号来表示物理量,并标在物理量上,建立物理情景就是运用示意图变抽象为具体。