Question

小明利用彈簧測力計、細線、裝有適量水的小桶，測量鐵礦石的密度。以下是小明設計的實驗步驟，請你按照他的實驗思路，將實驗步驟補充完整。
（1）將裝有適量水的小桶懸掛在彈簧測力計下方，待小桶靜止時，讀出彈簧測力計的示數F₁，并記錄在表格中；
（2）用細線拴住鐵礦石，將鐵礦石放入小桶中，手松開細線，鐵礦石沉入桶底，待小桶靜止時，讀出彈簧測力計的示數F₂，并記錄在表格中；
（3）                                                        ，待小桶靜止時，讀出彈簧測力計的示數F₃，并記錄在表格中；
（4）已知水的密度為ρ_水，利用測量出的物理量和ρ_水計算鐵礦石的密度ρ_石 =       ，并將計算結果記錄在表格中。

Answer 1

（3）用手提起細線，使鐵礦石仍浸沒水中且不接觸桶底和壁。　（4）(F₂- F₁)ｐ_水/(F_3- F₁)

試題分析：因為小明的實驗思路，是利用差值法測出鐵礦石的重力和浸沒水中時受到的浮力，所以（3）中的步驟是用手提起細線，使鐵礦石仍浸沒水中且不接觸桶底和壁；（4）因為鐵礦石的重力G=F₂- F₁，鐵礦石受到的浮力F_浮=F_3- F₁，且物體浸沒時，V_排=V_物，所以由G=mg=ρ_物V_物g，F_浮=G_排＝ρ_液gV_排，可得：
ρ_石/ρ_水=G/F_浮=F₂- F₁/F_3- F₁,即ρ_石=(F₂- F₁)ｐ_水/(F_3- F₁)。