Question

（7分）地下鹵水是我市除石油之外的另一重要礦產資源，主要應用于鹽化工和灘涂養殖，對沿海經濟發展起來越來越重要的作用．某同學提出地下鹵水與海水相比，誰的密度更大的問題，實驗室提供了如下器材：天平、量筒或量杯、燒杯、地下鹵水、海水、滴管、彈簧測力計、系有細絲線的鋁塊等（所給器材數量足夠）．請你按下述要求，設計比較鹵水與海水密度大小的實驗方案．

（1）從上述器材中選出實驗所需器材；

（2）寫出實驗步驟及比較密度大小的過程．

 

Answer 1

方法一：（1）需要的實驗器材有：燒杯兩個、地下鹵水、海水、彈簧測力計、系有細絲線的鋁塊；

（2）實驗步驟：①在燒杯中加適量的鹵水，然后將帶有細線的鋁塊掛在彈簧測力計下，并將鋁塊完全浸沒在鹵水中，記下彈簧測力計的示數為F1；

②將另一燒杯中加適量的海水，然后將帶有細線的鋁塊掛在彈簧測力計下，并將鋁塊完全浸沒在海水中，記下彈簧測力計的示數為F2；

③當F1＞F2時，說明鋁塊在鹵水中受到的浮力小；當F1=F2時，說明鋁塊在鹵水和海水中受到的浮力相等；當F1＜F2時，說明鋁塊在鹵水中受到的浮力大；

④由F浮=ρ液gV排可知：在g和V排相同的情況下，若F1＞F2，則ρ鹵水＜ρ海水；若F1=F2，則ρ鹵水=ρ海水；若F1＜F2，則ρ鹵水＞ρ海水．

方法二：（1）需要的實驗器材有：兩個相同的燒杯、地下鹵水、海水、天平、量筒，滴管；

（2）實驗步驟：①在已經調好的天平左右盤分別放置兩個完全一樣的燒杯，分別向兩個燒杯中注入質量相同的鹵水和海水，可用滴管滴加，直到天平再次平衡，此時兩種液體的質量相等；

②將燒杯中的鹵水和海水，分別倒入量筒中測出體積的大小，記作V1，V2；

③由可知，m一定，若V1＞V2，則ρ鹵水＜ρ海水；若V1=V2，則ρ鹵水=ρ海水；若V1＜V2，則ρ鹵水＞ρ海水．

【解析】

試題分析：方法一：根據阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，在g和V排相同的情況下，浮力的大小與液體的密度成正比�？捎脧椈蓽y力計分別測出鋁塊浸沒（保證V排相同）在兩種液體中的浮力，從而比較液體密度的大小。

方法二：根據密度的計算公式可知：在m一定時，物體的體積越大，密度越大，在V一定時，物體的質量越大，密度越大�？捎锰炱饺∠嗤�質量的兩種液體，再用量筒比較體積的大小，體積大的密度小；也可用量筒取相同體積的兩種液體，再用天平比較質量的大小，質量大的密度大。

考點：測密度的實驗設計，阿基米德原理的應用