Question

张小清同学捡到一块不知名的金属块，将它放到水中可以沉没，现在，小清同学想测出它的密度，但身边只有一支弹簧测力计、一个烧杯及足量的水，请你帮她想一想，替她设计一个测量金属块密度的实验，简要写出实验步骤，并用所测的物理量推导出密度的表达式．

Answer 1

分析：（1）测量金属块密度，主要从测量质量和体积两方面来考虑；
（2）弹簧测力计可以测出重力，间接求出质量；
（3）利用阿基米德原理，测出浮力，计算出金属块的体积；
（4）根据密度的计算公式计算金属块密度．

解答：解：本题主要从测金属块质量和体积两方面进行，然后利用ρ=

m

V

计算密度．
答：步骤为：（1）用弹簧测力计称出金属块的重力G；
（2）将金属块浸没在烧杯内的水中，读出此时的示数F；
推导过程：
（1）金属块质量m=

G

g

；
（2）金属块受到的浮力F_浮=G-F，根据阿基米德原理得F_浮=ρ_液gV_排，金属块浸没在水中，排开水的体积与金属块体积相等
∴金属块体积V=V_排=

G-F

ρ水g

（3）金属块密度：ρ=

m

V

=

Gρ水

G-F

．

点评：无论哪种方法测物体的密度，都是从质量和体积两个方面入手，所有步骤都应围绕这两方面进行．