Question

【题目】实验室有如下器材：天平（含砝码）、量筒、烧杯（2个）、弹簧测力计、物块、细线（质量和体积不计）、足量的水（密度已知）、足量的未知液体（密度小于物块的密度）
（1）甲组选用上述一些器材测量物块的密度，步骤是： ①在量筒中倒入15mL水；
②把物块浸没在量筒的水中，如图甲所示；

③把天平放在水平桌面上，通过正确的调节使天平平衡，将物块放在左盘，向右盘加减砝码并移动游码使天平重新平衡，如图乙所示，物块的质量m=；

④计算物块的密度是kg/m3 ． 该实验所测密度与物块实际的密度相比较（填“偏大”或“偏小”）
（2）乙组选用上述一些器材，设计了一种测量未知液体密度的实验方案，请写出他们的实验过程． 选用器材：弹簧测力计、物块、细线、水、烧杯（2个）
主要实验步骤：
①用弹簧测力计测物块的重力G；
②用弹簧测力计测物块浸没在未知液体中（未接触烧杯底）的示数F1；
③；
④未知液体密度的表达式：ρ=（用字母表示，已知水的密度为ρ水）．

Answer 1

【答案】
（1）157.8g；1.578×104；偏大
（2）用弹簧测力计测物块浸没在水中（未接触烧杯底）的示数F2； ρ水
【解析】解：（1）③金属块的质量：m=100g+50g+5g+2.8g=157.8g．④量筒每一个大格代表10mL，每一个小格代表1mL，水和金属块的总体积是25mL， 水的体积是15mL，
所以金属块的体积：V=25mL﹣15mL=10mL=10cm3 ． ④金属块的密度是：ρ= = =15.78g/cm3=1.578×104kg/m3 ．
由于先测量金属块的体积，然后测量金属块的质量，金属块上会沾有一些水，导致质量测量值偏大，所以金属块密度测量值偏大．（2）主要实验步骤：①用弹簧测力计测合金块的重力G；②用弹簧测力计测合金块浸没在未知液体中（未接触烧杯底）的示数F1；③仿照步骤②可知，该步骤为用弹簧测力计测金属块浸没在水中（未接触烧杯底）的示数F2 ． ④未知液体密度表达式的推导过程：
金属块都浸没在液体中，则排开液体的体积相等，均等于物体的体积V；
金属块在被测液体中受到的浮力：F浮=G﹣F1 ， 根据阿基米德原理得：G﹣F1=ρ液gV；
金属块在水中受到的浮力：F浮'=G﹣F2 ， 根据阿基米德原理得：G﹣F2=ρ水gV；
则金属块在被测液体和水中受到的浮力之比：
= = = ；
所以，ρ液= ρ水 ．
所以答案是：（1）③157.8g；④1.578×104；偏大；（2）用弹簧测力计测金属块浸没在水中（未接触烧杯底）的示数F2；④ ρ水 ．