Question

18．某小組同學測量金屬塊密度，實驗器材有測力計、燒杯、水、金屬塊和細線．該組同學用如圖所示的器材完成實驗．請幫助甲組同學完成實驗過程．（補全以下實驗步驟，寫出測量的物理量及其對應的符號）
a．觀察測力計的量程及分度值，并規范調零．
b．用細線栓住鐵塊掛在測力計下，測出金屬塊重力G．
c．將金屬塊浸沒燒杯內的水中，讀出彈簧測力計的示數F_示．
d．計算金屬塊的密度ρ=$\frac{G}{G-{F}_{示}}$ρ_水．（水的密度用ρ_水表示）

Answer 1

分析 （1）使用彈簧測力計時，應觀察彈簧測力計的量程及分度值，使用時不能測量超過量程的力；檢查彈簧測力計的指針是否在零刻度處，若不在，應調零；
（2）利用稱重法測量金屬塊浸沒水中受到的浮力；
（3）利用阿基米德原理求出金屬塊排開水的體積（金屬塊的體積），再利用密度公式求金屬塊的密度．

解答 解：
a、使用彈簧測力計時，應觀察彈簧測力計的量程及分度值，使用時不能測量超過量程的力；檢查彈簧測力計的指針是否在零刻度處，若不在，應調零；
b、用細線栓住鐵塊掛在測力計下，測出金屬塊重力G
c、將金屬塊浸沒燒杯內的水中，讀出彈簧測力計的示數F_示，
d、計算：
金屬塊的質量m=$\frac{G}{g}$，
金屬塊受到的浮力F_浮=G-F_示，
因為金屬塊浸沒水中，所以金屬塊的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{G-{F}_{示}}{{ρ}_{水}g}$，
金屬塊的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{G}{g}}{\frac{G-{F}_{示}}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{G}{G-{F}_{示}}$ρ_水．
故答案為：a、量程及分度值；c、將金屬塊浸沒燒杯內的水中，讀出彈簧測力計的示數F_示；d、$\frac{G}{G-{F}_{示}}$ρ_水．

點評 本題是測量固體密度實驗題，考查了彈簧測力計的使用方法、稱重法測浮力、密度公式的應用，能充分體現學生綜合處理問題的能力．