有一小塊不溶于水的復合地板材料(比量筒口稍大),已知它的密度比水小,嘵梅同學想探究它受浮力的大小,以及想知道它的密度的準確值,她和她的學習小組選用了下列實驗器材:牙簽、天平、燒杯、量筒和水.
(1)請你利用上述實驗器材,設計出測定小物塊密度的方法,寫出實驗步驟以及小物塊密度的表達式
(2)請你對你的實驗方案進行評估,并分析原因.
答:(1)如圖,實驗方法:①量筒中倒入適量的水記下水的體積V1.
②燒杯中放入適量的水記下標記A,復合地板放入燒杯中記下標記B,取出復合地板把水添至標記A.
③量筒中的水倒入燒杯中到達標記B,記下此時量筒中水的體積V2,則物體排開水的體積為V1-V2.物體受到的浮力為F浮=ρ水gV排=ρ水g(V1-V2).復合地板漂浮在水面上,所以復合地板的重力G=F浮=ρ水g(V1-V2),復合地板的質量為m===ρ水(V1-V2).
④用牙簽把復合地板浸沒在水中,記下水到達的標記C.取出復合地板,把水添置標記B.量筒中的水倒入燒杯中到達標記C,記下此時量筒中水的體積V3,則復合地板的體積為V2-V3.
⑤復合地板的密度:ρ==.
(2)燒杯的橫截面積比較大,水面到達標記處,觀察時可能出現誤差,影響測量結果.
(1)物體放入燒杯中,水面會升高,取出物體后,量筒中的水倒入燒杯中的體積正好填充了物體排開水的體積,即物體排開水的體積,根據阿基米德原理求出物體受到的浮力.
(2)物體是漂浮在水面上,根據漂浮條件,求出物體的重力,求出物體的質量.
(3)物體在水中是漂浮的,用牙簽按壓使其完全浸沒在水中,便可測出物體的體積.由密度公式算出物體的密度.
(4)物體從水中取出時會帶走一部分水,使物體的體積的測量值偏大,物體密度的測量值會偏小.
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.