Question

給你一架無砝碼、無游碼、已調(diào)好的等臂天平和一個(gè)量杯、細(xì)繩、一些細(xì)砂及適量的水(設(shè)水的密度ρ_水已知)．請(qǐng)測(cè)出一塊小礦石的密度．

要求：

(1)寫出實(shí)驗(yàn)步驟及要測(cè)量的物理量．

(2)推出用所測(cè)物理量表達(dá)礦石密度的表達(dá)式．

Answer 1

答案：
解析：

精析與解答：由題知，無砝碼和游碼的天平，物體質(zhì)量是不能直接測(cè)量讀出的． 　　測(cè)小礦石的密度根據(jù)ρ＝，需測(cè)得小礦石的質(zhì)量m和體積V．用量筒可測(cè)出小礦石體積，小礦石質(zhì)量如何測(cè)得是本題的難點(diǎn)和重點(diǎn)． 　　根據(jù)m＝ρV，對(duì)已知密度的物體，如果其體積能夠測(cè)得，則其質(zhì)量也可以測(cè)得．在所提供的物體中，只有水的密度已知，其他密度未知，利用量筒和水以及等臂天平，可以間接地測(cè)出其他物體的質(zhì)量． 　　為了使被測(cè)小礦石的質(zhì)量與量杯中水的質(zhì)量相等，測(cè)量小礦石質(zhì)量前，需先用一些細(xì)砂平衡量杯的質(zhì)量，即在一盤放空量杯，在另一盤放細(xì)砂并改變細(xì)砂的量使天平平衡，再在裝細(xì)砂的盤上加小礦石，并在量杯中加水，使天平再次平衡，此時(shí)m石＝m水＝ρ水V水，讀出水的體積即可得m水、m石．小礦石的體積可以用量杯直接測(cè)出． 　　(1)步驟及要測(cè)量的物理量： 　　①將空量杯放在右盤，在左盤放適量的細(xì)砂，使天平平衡； 　　②在左盤再放上小礦石，在右盤的空量杯中慢慢加水，直至天平再次平衡； 　　③記錄下此時(shí)量杯中水的體積V1； 　　④取下量杯，在杯中裝適量的水，記錄下此時(shí)量杯中水的體積V2； 　　⑤將小礦石放入量杯中，記錄下此時(shí)量杯中水面對(duì)應(yīng)的示數(shù)V3． 　　(2)推導(dǎo)： 　　m石＝m水＝ρ水V1 　　V石＝V3－V2 　　∴ρ石＝＝

提示：

說明：當(dāng)不能直接利用天平稱質(zhì)量時(shí)，可以用“水＋量筒”或“已知密度物體＋水＋量筒”解決，這種“等效替代”的方法也可用來測(cè)物體的體積．