Question

某校興趣小組的幾位同學在一起探究測量液體密度的方法，他們從實驗室借來了彈簧測力計、天平、底面積為S的平底試管、鉤碼，并自己準備了空玻璃瓶、自制量筒、刻度尺、細線、支架、長直均勻木條、一個小鐵塊、一些碎石子、U型玻璃管、一大杯水及一瓶500ml的色拉油．他們想用不同的方法來測量色拉油的密度．
（1）小明選用了彈簧測力計、小鐵塊、細線、水、待測色拉油進行了如圖所示的操作，根據圖中所示數據可知色拉油的密度為________Kg/m³．
（2）小亮選用平底試管、刻度尺、一些小碎石、水、待測色拉油進行如圖所示的操作：根據小亮所測的物理量，色拉油的密度表達式為：ρ_油=________．
（3）請你比較小明和小亮的測量方法進行評估：________．

Answer 1

解：
（1）鐵塊在水中受到的浮力為
F_浮水=G-F₁=4.8N-3.8N=1.0N
鐵塊的體積為
V===1.0×10^-4m³
鐵塊在油中受到的浮力為
F_浮油=G-F₂=4.8N-3.9N=0.9N
油的密度為
ρ油===0.9×10³kg/m³
（2）設試管的底面積為S
試管在水中受到的浮力為
F_浮水=ρ_水gS（L-h₁）
試管在油中受到的浮力為
F_浮油=ρ_油gS（L-h₂）
ρ_水gS（L-h₁）=ρ_油gS（L-h₂）
解得ρ_油=0.9×10³kg/m³
（3）小明和小亮設計的實驗方法都能測出色拉油的密度，但小明的方法更簡單，操作性更強．
故答案為
（1）0.9×10³
（2）ρ_水
（3）小明的操作更簡單，更方便
分析：（1）小鐵塊排開水和油的體積相同．由1、2兩圖可以得出鐵塊在水中所受浮力，根據阿基米德原理得到鐵塊的體積；由1、3兩圖得出鐵塊在油中所受浮力，利用前面求出的體積，就可以得到油的密度．
（2）試管在水中和在油中都是漂浮，浮力相同；根據浮力相同列出比例關系式，就可以求出油的密度．
（3）在同樣能完成實驗任務時，設計的實驗步驟應該規范，簡單，易于操作．
點評：設計實驗首先注意科學性，規范嚴謹，在此前提下力求簡便．