Question

小明想测量一实心塑料球的密度，实验器材有天平、量筒、水、细线、小铁块，他设计的实验步骤如下：

A．把适量的水倒进量筒中如图甲所示，记录此时水的体积为V₁；

B．用细线在实心塑料球下吊一个小铁块放入水中，静止时如图乙所示，记录量筒的示数为V₂；

C．从水中取出实心塑料球后如图丙所示，记录此时量筒的示数为V₃；

D．将实心塑料球擦干后，再用天平测出其质量，如图丁所示；

E．利用密度公式计算出结果。

根据上述过程，回答下列问题：

(1)实验中测得实心塑料球的质量m＝________g，实心塑料球的体积V＝________cm³；

(2)计算出实心塑料球的密度ρ＝________kg/m³，小明测出实心塑料球的密度值要比真实值________（选填“偏大”或“偏小”）；

（拓展）测量完成后，老师说只用量筒，在原有的实验过程中再加一个步骤也可以测出实心塑料球的密度，水的密度为ρ_水。请你写出操作步骤________________________________________。实心塑料球密度的表达式为________________。（用已知量和测量量表示）

Answer

13.6 20 0.68×103 偏小 将实心塑料球单独放入量筒中漂浮，读出量筒的示数为V4 ρ球＝ρ水

【解析】

(1)实心塑料球的质量m＝10 g＋3 g＋3×0.2 g＝13.6 g；体积为V＝V2－V3＝80 mL－60 mL＝20 mL＝20 cm3；

(2)根据密度公式得：ρ＝ ＝0.68 g/cm3＝0.68×103 kg/m3；因为实心塑料球从水中取出的时候会带有一定量的水，导致测出实心球的体积偏大，所以测出的密度值偏小。

拓展：将实心塑料球单独放入量筒中漂浮，读出量筒的示数为V4，此时实心塑料球受到的浮力与所受重力大小相等，所以实心塑料球的重力为G＝F浮＝ρ水gV排＝ρ水g（V4－V1），密度为ρ球＝ρ水。