Question

（1）在一節物理課上，老師和同學們測定某種物體的密度時，測得的數據如圖所示．圖甲中是測物體質量時所用的砝碼和游碼對準的刻度數．該物體的質量為

 

g；由圖乙中可知，物體的體積為

 

cm³，此物體的密度是

 

kg/m³．
（2）現給你提供如下器材：木塊（重約7N）、彈簧測力計（量程0～5N）、重1N的滑輪（摩擦不計）、鐵架臺、輕質刻度尺、足夠大的量杯、足量的水和細棉線（自重不計）．請你利用如圖所提供的一些器材，參照示例另選器材，設計一個測量木塊重力的實驗方案．

	運用的原理	實驗步驟及測量的物理量（或實驗操作示意圖）	木塊重量的表達式
示例	杠桿平衡條件	用細線將刻度尺左端掛在鐵架臺上，將木塊掛在刻度尺的中央，彈簧測力計掛在刻度尺的右端并向上拉，使刻度尺在水平位置靜止，記下彈簧測力計的示數F．	G=2F
你的設計方案	動滑輪可省一半的力	（1）在鐵架臺上用細線和滑輪組成一個動滑輪，來提木塊； （2）用細線拴住木塊，用彈簧測力計鉤拴住細線自由端豎直向上提，保持靜止； （3）記下彈簧測力計的示數F．

Answer 1

分析：（1）物體的質量托盤中砝碼的總質量加上游碼對準的刻度數．量筒的分度值為1ml，物體體積為量筒液面的兩次讀數之差；將所測物體的質量、體積代入公式ρ=

m

V

即可算出此物體的密度．
（2）由題知，木塊的重超出了彈簧測力計的測量范圍，不能用彈簧測力計直接測量木塊的重，必須借助省力機械（動滑輪）完成．

解答：解：（1）木塊的質量m=50g+20g+5g+4.8g=79.8g，
木塊的體積V=40ml-30ml=10ml=10cm³，
則木塊的密度ρ=

m

V

=

79.8g

10cm3

=7.98g/cm³=7.98×10³kg/m³．
故答案為：79.8；10；7.98×10³．
（2）測量木塊的重力：因為木塊的重力約為7N，而彈簧測力計的最大量程為5N，所以不能直接測量，利用動滑輪測量；
運用的原理或規律：動滑輪可以省一半力．
實驗步驟：①在鐵架臺上用細線和滑輪組成一個動滑輪來提木塊，
②用細線拴住木塊，用彈簧測力計鉤住細線自由端豎直向上提，保持靜止，
③記下彈簧測力計的示數F．
計算結果：G=2F-1．
故答案為：見下表，

	運用的原理	實驗步驟及測量的物理量（或實驗操作示意圖）	木塊重量的表達式
示例	杠桿平衡條件	用細線將刻度尺左端掛在鐵架臺上，將木塊掛在刻度尺的中央，彈簧測力計掛在刻度尺的右端并向上拉，使刻度尺在水平位置靜止，記下彈簧測力計的示數F．	G=2F
你的設計方案	動滑輪可省一半的力	（1）在鐵架臺上用細線和滑輪組成一個動滑輪，來提木塊；（2）用細線拴住木塊，用彈簧測力計鉤拴住細線自由端豎直向上提，保持靜止；（3）記下彈簧測力計的示數F．	G=2F-1

點評：本題考查了動滑輪、量筒的使用、彈簧測力計的使用，審好題，看出“木塊的重超出了彈簧測力計的測量范圍”是本題的關鍵．
（2）題中其他方案合理的均可．如：
運用的原理規律：物體的浮沉條件，
步驟：用量杯盛適量的水，記下水面相應的刻度V₁；
將木塊輕輕放入量杯中漂浮，等穩定后記下此時水對應的刻度V₂．
表達式：G=ρ_水g（V₂-V₁）．