Question

【題目】物理興趣活動(dòng)課上，老師讓同學(xué)們測(cè)酒精的密度。除了酒精，老師還提供的器材有：一架調(diào)好的天平（砝碼）、一個(gè)燒杯、一個(gè)正方體木塊（內(nèi)部嵌有鐵釘，其平均密度小于酒精的密度；表面經(jīng)處理后不吸酒精）、一把刻度尺。請(qǐng)你利用上述器材幫助同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)出酒精的密度。要求：

（1）寫(xiě)出主要的實(shí)驗(yàn)步驟；

（2）寫(xiě)出酒精密度的數(shù)學(xué)表達(dá)式。（用已知量和測(cè)量量表示）

Answer 1

【答案】（1）實(shí)驗(yàn)步驟：①用刻度尺測(cè)出木塊的邊長(zhǎng)為l1；②用調(diào)好的天平測(cè)出木塊的質(zhì)量為m；③將木塊緩慢放入燒杯酒精中（酒精無(wú)溢出），使其直立漂浮，靜止后用刻度尺測(cè)得木塊露出酒精面的高度為l2。（2）

【解析】

根據(jù)題中“利用上述器材幫助同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)出酒精的密度。”可知，本題考查測(cè)量密度的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)學(xué)表達(dá)式。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，選擇實(shí)驗(yàn)器材，利用漂浮條件完成特殊方法測(cè)密度實(shí)驗(yàn)。

根據(jù)測(cè)量密度的實(shí)驗(yàn)原理可知，要測(cè)量物體的密度，需要用天平測(cè)出物體的質(zhì)量，用量筒測(cè)出物體的體積，但題目所給器材中只有天平，根據(jù)“一個(gè)正方體木塊（內(nèi)部嵌有鐵釘，其平均密度小于酒精的密度；表面經(jīng)處理后不吸酒精）”可知，可以利用漂浮條件F浮=G物和阿基米德原理F浮=ρ液gV排，用刻度尺測(cè)出正方體木塊的邊長(zhǎng)和露出酒精面的高度，從而計(jì)算出V排，即可得出酒精的密度。

（1）實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①用刻度尺測(cè)出木塊的邊長(zhǎng)為l1；

②用調(diào)好的天平測(cè)出木塊的質(zhì)量為m；

③將木塊緩慢放入燒杯酒精中（酒精無(wú)溢出），使其直立漂浮，靜止后用刻度尺測(cè)得木塊露出酒精面的高度為l2。

（2）根據(jù)漂浮條件，木塊所受到的浮力等于其重力，

，

酒精的密度。