Question

小明想知道酱油的密度有多大，找来一只弹簧测力计、细线、小石块和两只水杯．用一个杯装适量的水，另一个杯装适量的酱油，通过实验测出了酱油的密度．
请写出小明设计的实验步骤和所测物理量（物理量用字母表示）
（1）______；
（2）______；
（3）______．
用测得的物理量写出密度的表达式______（用字母表示）

Answer

测密度的常规测法是利用密度公式，需要用天平测出质量，用量筒测出体积．但是题干中给的条件不容易直接测酱油的质量和体积．不过题中给了弹簧测力计和小石块，我们可以用称重法测出小石块浸没在水中所受的浮力，根据阿基米德原理求出V排，等于小石块的体积．然后将小石块浸没在酱油中，用同样的方法可测出石块在酱油中的浮力，再利用阿基米德原理，求出酱油的密度．
【解析】
根据实验所给器材设计实验步骤：先用细线系住小石块，调节弹簧测力计，用弹簧测力计测出石块的重力，记为G1，再将小石块浸没在水杯中，测出弹簧测力计的示数，记为G2，则小石块在水中受到的浮力F1=G1-G2．
由阿基米德定律得：小石块在水中受到的浮力F1=ρ水v排g，
∴G1-G2=ρ水v排g，∴v排=．
将小石块浸没在酱油中，记下弹簧测力计示数G3，则小石块在酱油中受到的浮力F2=G1-G3．
由阿基米德定律得：小石块在水中受到的浮力F2=ρ酱油v排g，
∴G1-G3=ρ酱油v排g，∴v排=．
∵浸没在液体中的小石块的体积等于它排开液体的体积；
∴=．
∴ρ酱油=•ρ水．
故答案为：（1）用细线系住小石块，调节弹簧测力计，用弹簧测力计测出石块的重力，记为G1；
（2）将小石块浸没在水杯中，测出弹簧测力计的示数，记为G2；
（3）将小石块浸没在酱油中，记下弹簧测力计示数G3．
ρ酱油=•ρ水．