分析:测量矿石块的质量和体积,根据密度公式求出矿石块的密度.
本题没有量筒,需要间接测量矿石块的体积是关键.
(1)采用浮力方法:烧杯中倒入适量的水放在天平左盘,右盘放砝码天平平衡.细线系好矿石块浸没在水中但是不碰到烧杯底.右盘增加砝码,增加的砝码的质量等于矿石块排开水的质量.根据密度公式,求出矿石块排开水的体积等于矿石块的体积.
(2)等效替代的方法:烧杯中装满水,把矿石块浸没在水中,
矿石块的质量+装满水的烧杯的质量=矿石块浸没在装满水的烧杯时烧杯、水、矿石块的总质量+溢出水的质量,
所以溢出水的质量=矿石块的质量+装满水的烧杯的质量-矿石块浸没在装满水的烧杯时烧杯、水、矿石块的总质量,
根据密度公式求出溢出水的体积,
矿石块的体积=溢出水的体积.
解答:
答:实验方案一:①用天平称出矿石块的质量m0,
②在烧杯中倒入适量的水,称出质量m1,
③烧杯仍放在天平左盘,用细线将矿石块系好后,手提细线使矿石块浸没在此烧杯的水中并保持静止(水无溢出且矿石块不接触烧杯).天平平衡时的称量值为m2.
矿石块的密度:ρ=m0 m2-m1 •ρ水.
实验方案二:①用天平称出矿石块的质量m0,
②在烧杯中倒满水,称出质量m1,
③将矿石块放入水中,将杯壁外的水擦干净,称出质量m2,
矿石块的密度:ρ=m0 m0+m1-m2 •ρ水.
方案二比方案一的可操作性差,测量结果的误差大.
评估:测量固体的密度只有天平,没有量筒,需要间接测量固体的体积,采用浮力法、等效替代的方法.
步骤:1.用细线拴好,并用调好的天平测出小矿石的质量为m0,
2.在烧杯中倒入适量的水,用天平测出其总质量m1;
3.将小矿石浸没在烧杯的水中(水未溢出),但不得碰烧杯的底和侧壁,用天平测出它们的总质量m2
4.由V石=V排水=(m2-m1)/ρ水计算出小矿石的体积;
5.由ρ=m0/V石计算出矿石的密度
表达式:ρ=m0/V石=m0/(m2-m1)*ρ水
另一种方案:1.用细线拴好,并用调好的天平测出小矿石的质量为m0;
2.向烧杯中倒满水,用天平测出其总质量为m1;
3.再将用细线拴好的矿石放入水中,当水不再溢出后,将其擦净,再称出矿石、烧杯和剩余水的总质量m3;
ρ=m0/V石=m0/(m3+m0-m1)*ρ水
此方法只能估测,误差太大,四为烧杯不是圆柱形的,它不能真正的装满水
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,需要间接测量固体的体积,采用浮力法、等效替代的方法.