Question

请利用如图所示器材，设计实验测量出一个螺母的质量（螺母质量约10g）．要求：写出实验步骤和所测物理量符号，并用所测物理量符号表示螺母质量．（提示：水的密度ρ为已知量；塑料瓶的质量要考虑哦！）

Answer 1

解：（1）将装有一个螺母的塑料瓶里放入烧杯中，使塑料瓶竖直漂浮在水面．静止时，读出塑料瓶浸没的刻度V₁；
（2）再将另一个螺母放入塑料瓶里放入烧杯中，静止时，读出塑料瓶浸没的刻度V₂；塑料瓶排开水的体积的变化量V=V₂-V₁
（3）变化的浮力等于第二次加螺母的重力，△F_浮=G_排=G=ρ_水（V₂-V₁）g=mg，则一个螺母的质量m=ρ_水（V₂-V₁）．
分析：将装有一个螺母的塑料瓶里放入烧杯中，漂浮时，读出塑料瓶浸没的刻度V₁，此时浮力等于一个螺母和塑料瓶重力；
再将另一个螺母放入塑料瓶里放入烧杯中，静止时，读出塑料瓶浸没的刻度V₂，据此可求变化的浮力，而变化的浮力等于第二个螺母重，然后可求出螺母的质量．
点评：解答此题的关键是明确放入第二个螺母后，塑料瓶排开水的体积的变化量，据此可求变化的浮力，而变化的浮力等于第二个螺母重，这也是本题的重要突破口．