美术课上同学们用橡皮泥捏动物模型时,想知道橡皮泥的密度有多大.课后,他们取了一块质量为10-15g的橡皮泥,采用了两种实验方案,来测量橡皮泥的密度.
方案一:所用器材为弹簧测力计(如图)、水(密度用ρ水表示)和细线,实验步骤如下:
a.将橡皮泥用线系好,用测力计测出橡皮泥的重力G;
b.将测力计吊着的橡皮泥浸没水中,读出这时测力计的示数为F.
(1)则可知橡皮泥密度的表达式为:______
(2)请你评价:在该方案中能不能测出橡皮泥的密度?为什么?
方案二:所用器材为量筒和水.
(3)请写出此方案的实验步骤(画图说明也可以).
网友回答
解:(1)用弹簧测力计测量橡皮泥的重力G,把橡皮泥浸没在水中读出弹簧测力计示数F,
橡皮泥受到的浮力:F浮=G-F,
橡皮泥浸没在水中受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=G-F,
橡皮泥的体积:V=V排=,橡皮泥的质量:m=;
所以橡皮泥的密度为:ρ==.
(2)橡皮泥的重力最大为:G1=mg=0.015g×9.8N/kg=0.0147N,
弹簧测力计的分度值是0.2N,
橡皮泥的重力小于弹簧测力计的分度值,无法准确测量重力,无法准确求出浮力,无法准确求出橡皮泥的密度.
(3)先在量杯中装入水,体积为V1,
将橡皮泥浸没,总体积为V2,
则橡皮泥体积V=V2-V1;
再将橡皮泥做成船状浮在水面,总体积为V3,
根据密度公式ρ=,碗状橡皮泥漂浮于水面上,故受浮力与重力相等,则求得浮力即可求得橡皮泥的重量,故由二力平衡或漂浮原理可求得质量;
即G=F浮=ρ水(V3-V1)g=mg,
∴橡皮泥m=ρ水(V3-V1);橡皮泥的体积=V2-V1,
∴密度ρ橡皮泥==ρ水
故