Question

小红在海边拾到一块漂亮的小石头，她想测出小石块的密度，小红利用一架托盘天平、一个烧杯、适量的水和细

小红在海边拾到一块漂亮的小石头，她想测出小石块的密度，小红利用一架托盘天平、一个烧杯、适量的水和细线设计了一个测量小石块密度的方案，以下是她设计的部分实验步骤，请你按照小红的实验思路，将实验步骤补充完整：（1）用调节好的天平测出小石块的质量m1；（2）在烧杯中注入适量的水，用天平称出烧杯和水的总质量m2；（3）______，在天平右盘添加适量的砝码，移动游码，天平平衡后，砝码与游码的总示数为m3；（4）已知水的密度为ρ水，利用上述测出的物理量和已知量计算小石块密度ρ石的表达式：ρ石=______．

Answer 1

（1）根据题意，测量石块的密度，因为实验器材没有量筒，不能利用排水法测量石块的体积，可运用“替代间接测量法”先测出烧杯和水的质量m₂，然后把石块绑在细线上放入已经注入适量水的烧杯中，不要碰到烧杯底，称得此时的总质量m₃，m₃-m₂为排开的水的质量，据此可求出排开水的重力，也就是石块受到的浮力．再进一步求出石块的体积即可．
（2）石块所受的浮力F_浮=G_排=m_排g=（m₃-m₂）g，
又因为F_浮=ρ_水gV_排，
则V_石=V_排=

F浮

ρ水g

=

(m3?m2)g

ρ水g

=

m3?m2

ρ水

，
根据密度公式ρ=

m

v

，已知石块的质量m₁，体积V_石=

m3?m2

ρ水

，
∴ρ_石=

m

v

=

m1

m3?m2 ρ水

=

m1ρ水

m3?m2

．
故答案为：将石块用细线系住，浸没在水中，不要碰到烧杯底；

m1ρ水

m3?m2

．