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小明利用弹簧测力计、细线、装有适量水的小桶,测量铁矿石的密度。以下是小明设计的实验步骤,请你按照他的实验思路,将实验步骤补充完整。

(1)将装有适量水的小桶悬挂在弹簧测力计下方,待小桶静止时,读出弹簧测力计的示数F1,并记录在表格中;

(2)用细线拴住铁矿石,将铁矿石放入小桶中,手松开细线,铁矿石沉入桶底,待小桶静止时,读出弹簧测力计的示数F2,并记录在表格中;

(3) ,待小桶静止时,读出弹簧测力计的示数F3,并记录在表格中;

(4)已知水的密度为ρ水,利用测量出的物理量和ρ水计算铁矿石的密度ρ石 = ,并将计算结果记录在表格中。

 

(3)用手提起细线,使铁矿石仍浸没水中且不接触桶底和壁。 (4)(F2- F1)p水/(F3- F1)

【解析】

因为小明的实验思路,是利用差值法测出铁矿石的重力和浸没水中时受到的浮力,所以(3)中的步骤是用手提起细线,使铁矿石仍浸没水中且不接触桶底和壁;(4)因为铁矿石的重力G=F2- F1,铁矿石受到的浮力F浮=F3- F1,且物体浸没时,V排=V物,所以由G=mg=ρ物V物g,F浮=G排=ρ液gV排,可得:

ρ石/ρ水=G/F浮=F2- F1/F3- F1,即ρ石=(F2- F1)p水/(F3- F1)。

 

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