Question

（2013?隨州）小明的父親是一位配鑰匙的師傅，他發現有一種鑰匙坯和5角硬幣的顏色都是黃燦燦的，為探究它們是否是同一種材質．設計如圖實驗．
（1）取一枚鑰匙坯放入小空桶，稱出它們的總重F₁；
（2）取一枚5角硬幣放人小空桶，稱出它們的總重F₂；
（3）將那枚鑰匙坯輕輕放人已裝滿水的溢水杯中，用小空桶收集溢出的水，稱出水及桶的總重F₃；
（4）將那枚5角硬幣也輕輕放人溢水杯中（鑰匙坯仍在其中），用剛才裝水的小桶繼續收集這次溢出的水，稱出桶及兩次溢出水的總重F₄；
①在該實驗中，小明遺漏了一步重要的測量（并用字母表示）：

測量空桶的重量F

．
②小明認為，如果

F1

F3

=

F2

F4-F3

，則可以認為它們是同一材質．根據你補充的步驟，上述等式應修改為：

F1-F

F3-F

=

F2-F

F4-F3

．
③為減小誤差，鑰匙坯，硬幣最好各取一枚嗎？答：

應適當多取幾枚硬幣和幾個同種鑰匙坯

．

Answer 1

分析：探究鑰匙坯和5角硬幣是否是同一種材質，需要比較它們的密度關系，根據實驗步驟可知，利用浮力和重力的關系來確定它們材料的關系．
為了測量準確，應適當多取幾枚硬幣和幾個同種鑰匙坯．

解答：解：①需要測量鑰匙坯和5角硬幣的重力，不需要小桶的重力，因此缺少的步驟是：測量空桶的重量F．
②∵F_浮=ρgV_排
∴V_排=

F浮

ρg

密度ρ′=

G g

V排

=

G

F浮

ρ，
故

G

F浮

=

G′

F浮′

時，它們為同一種材質；
即

F1-F

F3-F

=

F2-F

F4-F3

時，它們為同一種材質．
③應適當多取幾枚硬幣和幾個同種鑰匙坯．
故答案為：①測量空桶的重量F；
②

F1-F

F3-F

=

F2-F

F4-F3

；
③應適當多取幾枚硬幣和幾個同種鑰匙坯．

點評：本題考查浮力和密度知識的綜合應用，根據實驗原理分析實驗步驟中有無遺漏或缺陷，因此掌握實驗原理是解決實驗問題的關鍵．