Question

【題目】利用廢棄的煤石灰粉制作節能、環保免燒磚，可廣泛用于建筑業。學校“STSE”小組進行了如下探究：

他們利用如圖所示的裝置較精確地測出免燒磚的密度。此裝置中部是一密封的空心圓筒，圓筒下端掛著一個小籃，圓筒上有一根刻有標志線的豎直桿，桿頂有一小盤。因為圓筒是空心的，下面掛的小籃又較重，在水中能保持直立漂浮。于是他進行了如下操作：

（1）從免燒磚上取一小塊，用質量和厚度均可忽略的透明膠帶密封好，并將其放在盤內，結果豎直桿的標志線恰好與水面相平，如圖甲所示；

（）取出小磚塊，在盤內逐漸加砝碼，使豎直桿的標志線也與水面線相平，如圖乙所示，記下砝碼的質量m1=95g；

（3）拿掉盤中的全部砝碼，將小磚塊放于籃內，再在盤內加砝碼使標志線恢復到與水面相平，如圖丙所示，記下盤內砝碼的質量m2=50g；

則小磚塊的質量為_________g，小磚排開水的質量為_________g，免燒磚的密度為_______________kg/m3。

利用裝置和砝碼可制作成測量物質密度的儀器，通常物質密度等于_______________（用上述測量中的物理量字母m1、m2以及ρ水來表示）。

Answer 1

【答案】 95 50 1.9×103 ρ水

【解析】（1）由步驟（1）（2）可知，加入95g的砝碼，豎直桿的標志線位置與原來相同，說明砝碼的質量與小磚塊的質量相等，則小磚塊的質量m=m1=95g；由步驟（1）（3）可知，將小塊磚放于籃內，由于磚塊在水中受到浮力的作用，且豎直桿的標志線位置與原來相同，所以小磚塊所受的浮力等于50g砝碼所受的重力；則F浮=m2g=50×10-3kg×10N/kg=0.5N；由F浮 =ρ液gV排得，小磚塊的體積：V=V排=F浮/ρ水g=0.5N/1.0×103kg/m3×10N/kg=5×10-5m3=50cm3；

則免燒磚的密度：ρ=m/V=95g/50cm3=1.9g/cm3=1.9×103kg/m3；

（2）由（1）可知，物質的密度：ρ=m/V=m1/F浮/ρ水g=m1ρ水g=/(m1m2)=m1ρ水/m1m2。