Question

17．某同学利用下图中的实验器材测出了一小石块的密度，他的实验步骤如下：
A．小石块用线系好，挂在弹簧测力计上读出示数G；
B．将小石块浸没在水中，用弹簧测力计测出细线对小石块的拉力F．
要求：（1）把实验步骤B补充完整；
（2）写出小石块密度的表达式：$\frac{G}{G-F}$ρ_水．

Answer 1

分析 利用弹簧测力计和细线，可以得到小石块的重力，然后利用公式m=$\frac{G}{g}$得到石块的质量；
利用弹簧测力计、细线和水，可以得到小石块浸没在水中受到的浮力，根据阿基米德原理变形公式可以得到小石块的体积；
已知小石块的质量和体积，利用公式ρ=$\frac{m}{V}$得到小石块的密度．

解答 解：（1）实验步骤：
A．小石块用线系好，挂在弹簧测力计上读出示数G；
B．将小石块浸没在水中，用弹簧测力计测出细线对小石块的拉力F．
小石块的质量为m=$\frac{G}{g}$，
小石块受到的浮力为F_浮=G-F，
由F_浮=ρ_水gV_排可知，小石块的体积为V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{G-F}{{ρ}_{水}g}$；
（2）小石块的密度为ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{G}{g}}{\frac{G-F}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{G}{G-F}$ρ_水．
故答案为：（1）将小石块浸没在水中，用弹簧测力计测出细线对小石块的拉力F；（2）$\frac{G}{G-F}$ρ_水．

点评 测定小石块密度的实验和观察探究浮力大小规律的实验都是我们较为熟悉的实验，但只给出待选的实验器材来自行设计实验还是有一定难度的．首先应对这两个实验的过程应有一个较为完整的认识，再从原理入手，依次设计出必要的步骤，并提出需要记录的数据和观察的现象，最终才能完成实验的设计．