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9.小明同学在河边拣到一美丽的小石块,想粗略测量小石块的密度,于是他从学校借来一天平(配砝码),用纸杯改装了一只溢水杯,再借助于水,就巧妙地估测出了小石块的密度了.请你也用这些器材设计估测 小石块密度的实验方案,并写出需要测量的物理量,利用这些物理量得出石块密度表达式.(石块体积小于 纸杯容积,且密度比水大,水的密度用ρ表示)
(1)方案及步骤:①用天平测出石块的质量m,
②将溢水杯装满水后测出水和杯的总质量m1
③小心地取下溢水杯,将石块轻轻地放入溢水杯中,再测出总质量m2
(2)密度的表达式:ρ=$\frac{m}{{m}_{1}+m-{m}_{2}}$ρ

分析 石块的质量直接用天平测量,本题的关键是测量石块的体积,采用等效替代的方法测量石块的体积,把溢水杯装满水,把石块轻轻放入装满水的溢水杯中,溢出水的体积等于石块的体积,想法测量溢出水的质量,水的密度是已知的,根据密度的推导公式可以求出.注意:装满水的溢水杯的质量+石块的质量=石块轻轻放入装满水的溢水杯的质量+溢出水的质量

解答 解:
(1)方案与步骤:①用天平测出石块的质量m,
②将溢水杯装满水后测出水和杯的总质量m1
③小心地取下溢水杯,将石块轻轻地放入溢水杯中,再测出总质量m2
(2)计算:
装满水的溢水杯的质量+石块的质量=石块轻轻放入装满水的溢水杯的质量+溢出水的质量
即:m1+m=m2+m
溢出水的质量:
m=m1+m-m2
由ρ=$\frac{m}{V}$得石块的体积:
V=V=V=$\frac{{m}_{溢}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{1}+m-{m}_{2}}{{ρ}_{水}}$,
石块的密度:
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{m}{\frac{{m}_{1}+m-{m}_{2}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{m}{{m}_{1}+m-{m}_{2}}$ρ
故答案为:
(1)方案和步骤同上;
(2)$\frac{m}{{m}_{1}+m-{m}_{2}}$ρ

点评 测量石块的密度,无论所给的器材是什么,想办法直接或间接测量石块的质量和体积,根据密度公式可以求出.

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照射时间/min024681012
温度/℃海水31.031.632.132.532.833.033.1
沙子31.032.533.834.835.83636.3
(1)小明探究的物理问题是什么?相同质量的海水和沙子,吸收相同的热量,哪种物质升温快
(2)分析小明探究中收集到的数据,你可以得出什么探究结论?相同质量的水和沙子吸收相同的热量,沙子升温快(水比沙子吸热能力强)
(3)小明发现“夏天海边的沙子烫脚而海水却很凉”,请你用简单的语言从日常生活中或自然中举出一个类似的现象内陆地区比沿海地区昼夜温差大
(4)小明还回忆起在课堂上老师带领同学们探究不同物质吸热能力的实验,当时老师提供的加热器材有相同规格的电热器和酒精灯,你认为选择什么加热器更科学?相同规格的电热器;用相同规格的加热器加热相同的时间.怎样才能确定两种物质(如水和食用油)是否吸收了相同的热量?
比较不同物质(如水和食用油)吸热能力有两种方法:1.比较相同质量的水和食用油吸收相同的热量后升高的温度2.比较相同质量的水和食用油升高相同的温度所用的时间.

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