Question

（2012?山西）现有器材：A．天平 B．弹簧测力计 C．量筒 D．刻度尺 E．细线 F．足量水，请从上述器材中选择合适的器材，设计两种测量正方体实心金属块密度的实验方案．

方案	所选器材序号	需要测出物理量	密度表达式
1
2

Answer 1

分析：（1）选天平、量筒，分别测出金属块的质量和体积（利用排水法），用ρ=

m

V

求金属块的密度；
（2）选弹簧测力计、量筒，先测量金属块的重力，利用G=mg求金属块的质量；再读出将金属块浸没水中弹簧测力计的示数，利用称重法求金属块浸没水中受到的浮力，再利用阿基米德原理求排开水的体积（金属块的体积），利用ρ=

m

V

求金属块的密度．

解答：解：
方案一，用天平、水和量筒：
①用天平测出金属块的质量m；
②向量筒中注入适量水，测出水的体积V₁；
③将金属块浸没在水中，测出水和金属块的总体积V₂；
④金属块的体积V=V₂-V₁；
⑤金属块的密度ρ=

m

V

=

m

V2-V1

．
方案二，用弹簧测力计、水、细线、量筒：
①用细线系住小金属块，用弹簧测力计测出小金属块的重力G；
②将小金属块浸没在水中，读出测力计的读数F_示；
③计算：
金属块的质量m=

G

g

，
金属块受到的浮力：
F_浮=G-F_示=ρ_水V_排g，
金属块的体积：
V=V_排=

F浮

ρ水g

=

G-F示

ρ水g

，
金属块的密度：
ρ=

m

V

=

G g

G-F示 ρ水g

=

G

G-F示

ρ_水．

点评：要测量金属块的密度，基本思路就是要测量金属块的质量和体积，本题属开放性题，解题思路广阔，方法灵活，能充分体现学生综合处理问题的能力！