Question

李翔同学在山上找到了一块坚硬的石块，他仅用直尺这一测量工具测出了石块的密度．装置如图所示，主要实验步骤如下：
A．用细线将轻质直杆悬起来，悬点为O，并将一重物用细线悬于直杆O点左侧的P点；
B．保持重物的悬点不变，将装水的轻质塑料袋用细线挂在直杆O点右侧的某点，直杆处于水平静止，用直尺测得该点到O的距离为30.0cm；
C．在溢水杯中装满水，将待测石块缓慢浸没在杯中，让溢出的水全部流入轻质塑料袋中；
D．保持重物的悬点不变，将待测石块用细线挂在直杆O点右侧的某点，直杆处于水平静止，用直尺测得该点到O的距离为12.0cm；
（1）实验中主要应用的力学规律是______ （填“阿基米德原理”或“杠杆的平衡条件”）；
（2）上述实验步骤最佳顺序是______ （填入步骤前的字母）；
（3）已知水的密度为1.0×10³kg/m³，可求得待测石块密度为______．

Answer

（1）阿基米德原理的作用是计算浮力或比较浮力的大小，杠杆的平衡条件是比较或计算动力、阻力或力臂的大小．
（2）利用直尺测量石块密度的过程是：将直尺用细线拴在O点悬挂起来，使其在水平位置平衡；在左端悬挂一个物重为G的重物，距离O点L；将石头用细线拴住悬挂在右端，调节左右位置，使直尺在水平位置平衡，石头到O点的距离为L1=12.0cm；取一溢水杯盛满水，将石头轻轻放入溢水杯中使其浸没在水中，同时使溢出的水流入轻质塑料袋中；将盛水的塑料袋悬挂在直尺的右侧，使直尺在水平位置平衡，塑料袋到O点的距离为L2=30.0cm．
（3）利用杠杆的平衡条件和石块体积等于溢出水的体积相等，确定等量关系，解出石块的密度．
【解析】

（1）由示意图知，测量石头的密度利用的是杠杆的两次平衡，溢水杯的作用是得到石头排开的水的质量．所以应用的规律是杠杆的平衡条件；
（2）要测量出石块的密度，合理的顺序是：A、D、C、B．
（3）设石块的重力为G1，溢出水的重力为G2，由实验过程知
GL=G1L1
GL=G2L2
所以G1L1=G2L2
ρ1VgL1=ρ2VgL2
ρ1===2.5g/cm3．
故答案为：
（1）杠杆的平衡条件；
（2）ADCB；
（3）2.5g/cm3．