Question

小刚同学在河里拾到一块精美的小石头，他想知道这块石头浸没在水中受到的浮力和石头的密度，于是他设计以下的实验方案．
（1）实验器材：小石头、细线、溢水杯、水、小烧杯、量筒
（2）实验步骤：
A．在溢水杯中装满水；
B．用细线拴住小石头，把小石头浸没在溢水杯中，同时用小烧杯接住溢出的水；
C．用量筒测量______的体积V；
D．计算小石头受到的浮力，F_浮=______．
（3）小刚完成该实验后从溢水杯中取出小石头直接放在已调好的天平上测出质量，求出了小石头的密度．你认为小刚这样做，测得的石头密度值与实际密度相比偏______（选填“大”或“小”）了，原因是______．

Answer 1

解：（2）根据阿基米德原理，小石头的体积等于排开水的体积．要测量小石头的体积，就要测量排开水的体积，即溢出的水的体积．
根据阿基米德原理：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开液体所受的重力．已知排开水的体积V，质量m=ρ_水V
根据重力公式：G=mg，∴G_水=ρ_水gV
∴F_浮=G_水=ρ_水gV
故答案为：C．溢出的水（或小烧杯中的水）；D．ρ_水gV．
（3）测量的小石头沾有水，造成测量的质量偏大，
根据密度公式ρ=，影响密度大小的两个因素是物体的质量和体积，质量变大，在体积一定的情况下，其密度就变大．
故答案为：大；小石头从溢水杯中取出时沾有水．
分析：（2）C、根据阿基米德原理，利用溢水杯、量筒，已知密度的水，进行试验，实验的关键是，测量小石头的体积，可根据浮力知识得知小石头的体积等于排开水的体积．
D、根据阿基米德原理的内容知道浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关，可以计算出小石头受到的浮力．
（3）小刚完成该实验后从溢水杯中取出小石头直接放在已调好的天平上测出质量，这时小石头沾有水，测得的质量偏大．根据密度公式，求出的密度比实际密度大．
点评：本题重点考查固体密度的测量以及应用阿基米德原理解决问题．