Question

14．要测定蜡烛的密度，有以下可选器材：待测蜡烛、量筒、装水的烧杯、细线、硬金属丝、筷子，实验步骤如下：
（1）将适量的水倒入量筒中，如图甲所示；
（2）将蜡烛轻放入量筒中，如图乙所示；
（3）算出蜡烛受到的浮力F_浮=0.08 N．（g=10N/kg）
（4）用金属丝（选填题中所给的最佳器材）辅助将蜡烛浸没入水中，如图丙所示，蜡烛的体积为10 cm³．
（5）由以上实验数据，算出蜡烛密度ρ_蜡=0.8×10³kg/m³．（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）分别读出甲、乙图中水面对应的体积，两次体积之差等于蜡烛排开水的体积，然后根据F_浮=ρ_水gV_排即可求出蜡烛受到的浮力；
（2）为了不影响蜡烛排开水体积，需选用较细的金属丝使蜡烛完全浸没；并读出丙中水面对应的体积，减去甲中水的体积，即为蜡烛的体积；
（3）根据蜡烛漂浮时浮力等于重力，求出蜡烛的质量，再利用ρ_蜡=$\frac{m}{V}$求出蜡烛的密度．

解答 解：（3）甲图中水的体积：V₁=20mL；
乙图中水面对应的体积：V₂=28mL；
放入蜡烛排开水的体积：V_排=28mL-20mL=8mL=8cm³=8×10^-6m³；
蜡烛受到的浮力F_浮=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×8×10^-6m³=0.08N；
（4）为了将误差降低到最小，因此需用细金属丝辅助将蜡烛浸没入水中；
丙图中水面对应的体积：V₃=30mL；
蜡烛的体积：V=30mL-20mL=10mL=10cm³=10×10^-6m³；
（5）蜡烛的质量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{{F}_{浮}}{g}$=$\frac{0.08N}{10N/kg}$=0.008kg；
蜡烛密度：ρ_蜡=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.08kg}{10×1{0}^{-6}{m}^{3}}$=0.8×10³kg/m³．
故答案为：（3）0.08；（4）硬金属丝；10；（5）0.8×10³．

点评 解决此题要把握住两个关键，一是利用漂浮时的体积，求出蜡烛的质量；二是利用完全浸没时的体积，求出蜡烛的体积，进而求出蜡烛的密度．