Question

“學校用的實心鉛球是用純鉛制成的嗎？”物理老師提出問題后，小明和小紅分別找來了器材對鉛球的密度進行鑒別．
小明選用的器材是：實驗室用的天平（含砝碼）、量筒，以及足量的水；
小紅選用的器材是：臺秤、兩個足夠大的塑料筒、墊木和足量的水（查出水密度為ρ_水）．
（1）你認為兩人所選的器材誰更合理，為什么？
（2）請合理選用其中一人的器材做實驗，寫出簡要的實驗步驟進行檢驗鑒別．（包含相關物理量的表達式）

Answer 1

解：（1）因為鉛球的質量較大，超過天平的測量范圍，所以用天平測不出鉛球的質量，且鉛球的體積也較大，超過量筒的測量范圍，所以鉛球的體積也不能用量筒測出，所以小明所選的器材不合理．
（2）根據小紅所選的器材可測出鉛球密度進行鑒別，具體方法如下：
①用臺秤測出鉛球的質量m₀；
②用臺秤測出塑料桶的質量m₁；
③用墊木將另一只塑料筒的一角墊起，使塑料桶傾斜，向桶內注滿水，然后用細線系住鉛球后將其慢慢放入盛水塑料桶中，用已知質量的塑料桶接溢出的水；
④用臺秤測出塑料桶和水的總質量m₂，則鉛球的體積v=；
⑤鉛球的密度ρ==．
故答案為（1）小紅所選的器材更合理；（2）鉛球的密度ρ==．
分析：根據密度計算公式ρ=可知，要想測出物質的密度，就要想法測出物質的質量和體積，而質量測量工具是秤，體積測量工具是量筒，但若物體體積較大時，可用排水法測體積．
點評：實驗的依據肯定是相關的公式，根據公式推出實驗中應測出物理量，然后選擇實驗所需的器材，利用測量工具測出所需物理量代入相關公式中，就可以推導出未知的物理量．