Question

小陽與實踐小組成員利用假期到水庫清理水面垃圾，發現水面有一形狀不規則且不吸水的小固體漂浮物，為研究該物體密度，小組同學找來了彈簧測力計、滑輪、塑料吸盤、細線等器材，進行了如下實驗．
（1）如圖甲所示，擦干該物體，靜止時讀出彈簧測力計的示數為F₁，
（2）如圖乙所示，小陽還應______，再讀出彈簧測力計的示數為F₂，
（3）則該物體的密度ρ=______．（已知水的密度為ρ_水，忽略繩重與摩擦）
（4）為確保實驗成功，請你提出一條合理的建議：______．

Answer 1

【答案】分析：當物體掛在彈簧測力計上時，測量物體的重力，求出物體的質量．
物體浸沒在水中，利用阿基米德原理求出物體的體積是比較常用的方法．
當物體如圖乙，向上拉動彈簧測力計，使物體浸沒在水中并靜止時，分析物體的受力情況，物體受到豎直向上的浮力、豎直向下的重力和拉力作用，浮力和重力、拉力是平衡力，根據平衡力條件列出等式，求出物體的體積．
知道物體的質量和體積，根據密度公式求出物體的密度．
實驗中如果塑料吸盤比較小，拉動過程中物體和吸盤之間可能會脫落，為了確保實驗成功，塑料吸盤的表面積大一些．
解答：解：要測量物體的密度，一定想法測量物體的質量和體積．
物體掛在彈簧測力計上，測量物體的重力G=F₁=mg，所以物體的質量為：m=．
物體如圖乙，向上拉動彈簧測力計，使物體浸沒在水中并靜止時，物體受到豎直向上的浮力、豎直向下的重力和拉力作用，浮力和重力、拉力是平衡力，
所以，F_浮=F₁+F₂，
由阿基米德原理得，ρ_水gV=F₁+F₂，
所以，V=，
物體的密度為：ρ===．
為了確保實驗成功，塑料吸盤的表面積大一些，避免吸盤和被測物體脫落．
故答案為：（2）向上拉動彈簧測力計，使物體完全浸沒在水中靜止時；（3）；（4）增大吸盤的表面積．
點評：測量固體密度時一定要想法測量物體的質量和體積．
測量固體質量的方法：用天平測量質量；用彈簧測力計測量重力求質量；利用漂浮條件求重力，再求出質量．
測量固體體積的方法：量筒測量體積，阿基米德原理測量體積；同體積的水等效替代的方法．