Question

小紅在海邊拾到一塊漂亮的小石頭，她想測出小石塊的密度，小紅利用一架托盤天平、一個燒杯、適量的水和細線設計了一個測量小石塊密度的方案，以下是她設計的部分實驗步驟，請你按照小紅的實驗思路，將實驗步驟補充完整：
（1）用調節好的天平測出小石塊的質量m₁；
（2）在燒杯中注入適量的水，用天平稱出燒杯和水的總質量m₂；
（3）______，在天平右盤添加適量的砝碼，移動游碼，天平平衡后，砝碼與游碼的總示數為m₃；
（4）已知水的密度為ρ_水，利用上述測出的物理量和已知量計算小石塊密度ρ_石的表達式：ρ_石=______．

Answer 1

（1）根據題意，測量石塊的密度，因為實驗器材沒有量筒，不能利用排水法測量石塊的體積，可運用“替代間接測量法”先測出燒杯和水的質量m₂，然后把石塊放入燒杯中，記錄燒杯中水的位置，取出石塊，往燒杯添加到記錄的位置，添加的水的體積就是石塊的體積，因為實驗器材沒有量筒，所以稱得添加水和燒杯的總質量m₃，
m₃-m₂即為添加的水的質量m_加，
已知水的密度，根據密度公式ρ_水=

m

v

，
∴V_加=

m加

ρ水

=

m3-m2

ρ水

，
∵V_加=V_石
∴V_石=

m3-m2

ρ水

，
故答案為：將石塊浸沒在水中，在燒杯水內面做記號，取出石塊，向杯內加水到記號處；
（2）根據密度公式ρ=

m

v

，已知石塊的質量m₁，體積V_石=

m3-m2

ρ水

，
∴ρ_石=

m

v

=

m1

m3-m2 ρ水

=

m1ρ水

m3-m2

．
故答案為

m1ρ水

m3-m2

．