Question

一道初中物理题，谢谢大家

测一种矿石的密度。器材：矿石块、天平、一个烧杯、足量的水、细线。用上述器材设计出测量该矿石密度的实验方案。答案给出了其中一种方法是，用天平测出小矿石质量m0，将烧杯内放入适量水（不满），在天平上称量出质量为m1，之后天平仍放在左盘，用细线将矿石没入水中，矿石不触碰烧杯底且无水溢出，测出此时质量为m2，则矿石质量为ρ水(m0/m2-m1)。这种方法道理何在？为什么要这样？尤其m2的质量具体为什么？

Answer 1

测量矿石块的质量和体积，根据密度公式求出矿石块的密度．
本题没有量筒，需要间接测量矿石块的体积是关键．
（1）采用浮力方法：烧杯中倒入适量的水放在天平左盘，右盘放砝码天平平衡．细线系好矿石块浸没在水中但是不碰到烧杯底．右盘增加砝码，增加的砝码的质量等于矿石块排开水的质量．根据密度公式，求出矿石块排开水的体积等于矿石块的体积．
（2）等效替代的方法：烧杯中装满水，把矿石块浸没在水中，
矿石块的质量+装满水的烧杯的质量=矿石块浸没在装满水的烧杯时烧杯、水、矿石块的总质量+溢出水的质量，
所以溢出水的质量=矿石块的质量+装满水的烧杯的质量-矿石块浸没在装满水的烧杯时烧杯、水、矿石块的总质量，
根据密度公式求出溢出水的体积，
矿石块的体积=溢出水的体积．解答：答：实验方案一：①用天平称出矿石块的质量m0，
②在烧杯中倒入适量的水，称出质量m1，
③烧杯仍放在天平左盘，用细线将矿石块系好后，手提细线使矿石块浸没在此烧杯的水中并保持静止（水无溢出且矿石块不接触烧杯）．天平平衡时的称量值为m2．
矿石块的密度：ρ= m0（m2-m1）•ρ水．
实验方案二：①用天平称出矿石块的质量m0，
②在烧杯中倒满水，称出质量m1，
③将矿石块放入水中，将杯壁外的水擦干净，称出质量m2，
矿石块的密度：ρ= m0/（m0+m1-m2）•ρ水．
方案二比方案一的可操作性差，测量结果的误差大．

Answer 2

上位说得好

Answer 3

一楼不错

Answer 4

一楼太认真了，如果是自己解答的话，在下很佩服