题目:
(2012·安顺)美术课上同学们用橡皮泥捏动物模型时,想知道橡皮泥的密度有多大.课后,他们取了同一块橡皮泥,采用了两种实验方案,来测量橡皮泥的密度.
方案一:选择天平、量筒、水和细线进行实验,操作过程按图甲所示顺序进行.

〔1〕由图示的实验操作过程,写出通过实验测量出的物理量.
〔2〕通过什么定义可以计算橡皮泥的密度值,其值是多少kg/m
3?
〔3〕请你评估:这一实验测算的密度结果怎样?(即测量值比真实值是“偏大”、“偏小”或“准确”)?
方案二:选择弹簧测力计〔如图乙〕、细线和装有水的杯子.实验过程如下.
A.橡皮泥用线系好,挂在测力计上读出示数F
1;
B.将测力计吊着橡皮泥浸没水中,读出测力计示数F
2.
(1)请解释F
1、F
2的物理意义.
(2)写出橡皮泥浸没水中受到的浮力的表达式.
(3)根据什么原理可以计算橡皮泥的密度值,并导出表达式.
答案
解:方案一:
(1)由图可知,通过实验测量出的物理量有两个:橡皮泥的体积V=10cm
3,橡皮泥的质量m=13.4g;
答:橡皮泥的体积V=10cm
3,橡皮泥的质量m=13.4g.
(2)密度的概念是:单位体积的物体的质量,即通过ρ=
代入相关数据就可以计算出橡皮泥的密度.
橡皮泥的密度:ρ=
=
=1.34g/cm
3=1.34×10
3kg/m
3.
答:通过密度的定义可以计算橡皮泥的密度值,其值是1.34×10
3kg/m
3.
(3)因为先测体积,再测质量时,橡皮泥湿水后会造成质量偏大,因而密度也会偏大.
答:这一实验测算的密度结果会偏大.
方案二:
(1)实验中F
1指的是橡皮泥的重力,F
2指的是橡皮泥浸没在水中读出弹簧测力计示数;
答:F
1表示橡皮泥所受的重力,F
2表示橡皮泥浸没在水中读出弹簧测力计示数.
(2)由弹簧测力计测量浮力的原理可知:橡皮泥受到的浮力:F
浮=F
1-F
2,
即F
浮=ρ
水gV
排=F
1-F
2,
答:橡皮泥浸没水中受到的浮力的表达式是F
浮=F
1-F
2.
(3)由于橡皮泥浸没在水中,所以橡皮泥的体积等于排开水的体积,由阿基米德原理得:
橡皮泥的体积:V=V
排=
,
橡皮泥的质量:m=
,
∴橡皮泥的密度为:ρ=
=
.
答:根据阿基米德原理可以计算出橡皮泥的密度,其表达式为:ρ=
.
解:方案一:
(1)由图可知,通过实验测量出的物理量有两个:橡皮泥的体积V=10cm
3,橡皮泥的质量m=13.4g;
答:橡皮泥的体积V=10cm
3,橡皮泥的质量m=13.4g.
(2)密度的概念是:单位体积的物体的质量,即通过ρ=
代入相关数据就可以计算出橡皮泥的密度.
橡皮泥的密度:ρ=
=
=1.34g/cm
3=1.34×10
3kg/m
3.
答:通过密度的定义可以计算橡皮泥的密度值,其值是1.34×10
3kg/m
3.
(3)因为先测体积,再测质量时,橡皮泥湿水后会造成质量偏大,因而密度也会偏大.
答:这一实验测算的密度结果会偏大.
方案二:
(1)实验中F
1指的是橡皮泥的重力,F
2指的是橡皮泥浸没在水中读出弹簧测力计示数;
答:F
1表示橡皮泥所受的重力,F
2表示橡皮泥浸没在水中读出弹簧测力计示数.
(2)由弹簧测力计测量浮力的原理可知:橡皮泥受到的浮力:F
浮=F
1-F
2,
即F
浮=ρ
水gV
排=F
1-F
2,
答:橡皮泥浸没水中受到的浮力的表达式是F
浮=F
1-F
2.
(3)由于橡皮泥浸没在水中,所以橡皮泥的体积等于排开水的体积,由阿基米德原理得:
橡皮泥的体积:V=V
排=
,
橡皮泥的质量:m=
,
∴橡皮泥的密度为:ρ=
=
.
答:根据阿基米德原理可以计算出橡皮泥的密度,其表达式为:ρ=
.