Question

【题目】某同学想测一个实心塑料球的密度，但是发现塑料球放在水中会漂浮在水面上，无法测出它的体积，于是设计了以下实验： A．用天平测量塑料球的质量，天平平衡时如图甲所示，记录塑料球质量为m；
B．把适量的水倒进量筒中如图乙所示，记录此时水的体积为V1；
C．用细线在塑料球下吊一个小金属块放入水中，静止时如图丙所示，记录此时量筒的示数为V2；
D．把小金属块单独放入水中静止时如图丁所示，记录此时量筒的示数为V3；
E．利用密度公式计算出结果．
根据上述实验过程回答：

（1）实验中使用天平测出塑料球的质量m=g，塑料球的体积V=cm3 ， 计算塑料球的密度ρ=g/cm3 ．
（2）实验中若不用天平，只在B、C、D三个步骤中增加一个步骤也可以测出塑料球密度，步骤： ． 根据补充的步骤，塑料球密度的表达式ρ=（用字母表示，水的密度为ρ水）
（3）通过以上实验得到的数据，算出小金属块的质量是g．

Answer 1

【答案】
（1）11.2；20；0.56
（2）将塑料球放入图乙所示的量筒内使其漂浮在水面上，读出量筒的示数V4；
（3）12.8
【解析】解：（1）游码对应的刻度值，标尺每一个大格代表1g，每一个小格代表0.2g，游码对应的刻度值是1.2g． 塑料块的质量m=10g+1.2g=11.2g．
塑料球的体积V=V2﹣V3=46ml﹣26ml=20ml=20cm3 ．
ρ= = =0.56g/cm3 ． （2）若不用天平，利用浮力的方法求出塑料球的质量，让塑料球漂浮在图乙的量筒中，记下水面到达的刻度V4；
塑料球的重力=浮力=塑料球排开水的重力，
所以，塑料球的质量=塑料球排开水的质量，
所以塑料球的质量：m=（V4﹣V1）ρ水 ，
塑料球的体积：V=V2﹣V3 ，
根据密度公式得：ρ= = ．（3）图丙中，塑料小球和金属块这个整体悬浮在水中，则F浮=G，整体排开的水的体积为：V排=46ml﹣22ml=24ml=24cm3=2.4×10﹣5m3；
根据阿基米德原理得：整体受到的浮力为：F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×2.4×10﹣5m3=0.24N；
由F浮=G得整体的质量为：m总= = =0.024kg=24g；
则金属球的质量为：m金=m总﹣m=24g﹣11.2g=12.8g．
所以答案是：（1）11.2；20；0.56；（2）将塑料球放入图乙所示的量筒内使其漂浮在水面上，读出量筒的示数V4； ；（3）12.8．