小刚同学想测出一个实心塑料球的密度,但是发现塑料球放在水中会漂浮在水面上,无法测出它的体积.小刚设计了以下实验步骤:

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  • 解题思路:根据砝码和游码对应的刻度值计算塑料球的质量,读出塑料球和小铁块浸没水后水面到达的刻度,读出只有铁块浸没在水中时水面到达的刻度,求出塑料球的体积,根据密度公式计算物体的密度.

    实验中如果没有天平,利用浮力的方法求出塑料球的质量,

    让塑料球漂浮在装有适量水的量筒中,塑料球的重力=浮力=塑料球排开水的重力,再求出塑料球的质量.

    (1)游码对应的刻度值,标尺每一个大格代表1g,每一个小格代表0.2g,游码对应的刻度值是1.2g.

    塑料块的质量=砝码的质量+游码对应的刻度值=10g+1.2g=11.2g.

    塑料球的体积=V2-V3=45ml-25ml=20ml=20cm3

    ρ=[m/v]=

    11.2g

    20cm3=0.56g/cm3

    (2)若不用天平,利用浮力的方法求出塑料球的质量,让塑料球漂浮在图b的量筒中,记下水面到达的刻度V4,塑料球的重力=浮力=塑料球排开水的重力,

    所以,塑料球的质量=塑料球排开水的质量,

    所以塑料球的质量:m=(V4-V1)ρ

    塑料球的体积:V=V2-V3

    根据密度公式得,ρ=

    (V4−V1)ρ水

    V2−V3.

    故答案为:(1)11.2;20;0.56.

    (2)将塑料球放入图b所示的量筒内使其漂浮在水面上,读出量筒示数V4

    (3)ρ=

    (V4−V1)ρ水

    V2−V3.

    点评:

    本题考点: 固体的密度测量实验;阿基米德原理.

    考点点评: 测量固体的密度时,

    实验中有天平和量筒,分别测量固体的质量和体积.

    实验中没有天平时,采用弹簧测力计测量重力求质量,或利用漂浮的物体浮力等于重力,再求质量.

    实验中没有量筒或固体太大时,采用固体浸没在水中,利用阿基米德原理求体积,或利用溢水杯法,溢出水的体积等于固体体积.

    总之,测量固体的密度时,要直接或间接测量固体的质量和体积,根据密度公式求密度.