解题思路:(1)等效替代法是指在研究某一个物理现象和规律中,因实验本身的特殊限制或因实验器材等限制,不可以或很难直接揭示物理本质,而采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代的方法.
(2)根据阿基米德原理求出小碎瓷片的重力,根据重力与质量的关系求出瓷片的质量,用排水法测出瓷片的体积,然后由密度公式求出小碎瓷片的密度.
(1)曹冲称象应用了等效替代法.
(2)实验步骤:①在小烧杯中倒入适量的水,把量筒放入小烧杯中,用油性笔记下水面的位置1;
②在量筒中放入一定量的小陶瓷片,平衡后,用油性笔记下水面的位置2;
③取出量筒,向小烧杯中注水,直到水面达到2位置为止;把量筒中的小陶瓷片取出,
然后将小烧杯中的水倒入量筒,直到液面达到1位置为止;
④读出量筒中水的体积V1,这就是小陶瓷片排开水的体积;
⑤把小陶瓷片放入量筒中,读出水与小陶瓷片的体积V2;
陶瓷片的密度:由阿基米德原理可知,小陶瓷片受到的重力:
G=F浮=ρ水gV排=ρ水gV1,
∵G=mg,∴小陶瓷片的质量m=[G/g]=
ρ水gV1
g=ρ水V1,
小陶瓷片的体积V=V2-V1,
小陶瓷片的密度ρ=[m/V]=
ρ水V1
V2−V1.
故答案为:等效替代;实验步骤如上所述;
ρ水V1
V2−V1.
点评:
本题考点: 设计实验测密度;物理学方法.
考点点评: 本题考查了等效替代法的应用、设计实验测陶瓷的密度,难度较大,应用阿基米德原理及重力与质量的关系求出质量、用排水法求出体积,是正确解题的关键.