Question

小明利用弹簧测力计、细线、装有适量水的小桶，测量铁矿石的密度。以下是小明设计的实验步骤，请你按照他的实验思路，将实验步骤补充完整。
（1）将装有适量水的小桶悬挂在弹簧测力计下方，待小桶静止时，读出弹簧测力计的示数F₁，并记录在表格中；
（2）用细线拴住铁矿石，将铁矿石放入小桶中，手松开细线，铁矿石沉入桶底，待小桶静止时，读出弹簧测力计的示数F₂，并记录在表格中；
（3）                                                        ，待小桶静止时，读出弹簧测力计的示数F₃，并记录在表格中；
（4）已知水的密度为ρ_水，利用测量出的物理量和ρ_水计算铁矿石的密度ρ_石 =       ，并将计算结果记录在表格中。

Answer 1

（3）用手提起细线，使铁矿石仍浸没水中且不接触桶底和壁。　（4）(F₂- F₁)ｐ_水/(F_3- F₁)

试题分析：因为小明的实验思路，是利用差值法测出铁矿石的重力和浸没水中时受到的浮力，所以（3）中的步骤是用手提起细线，使铁矿石仍浸没水中且不接触桶底和壁；（4）因为铁矿石的重力G=F₂- F₁，铁矿石受到的浮力F_浮=F_3- F₁，且物体浸没时，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)。