Question

【題目】現有一形狀不規則的木塊，小明同學用圖甲、乙、丙所示的方法測出了木塊的密度，實驗步驟如下：

（1）向容器內倒入適量的水，水的體積記作V1。

（2）將木塊輕輕放入容器中，液面上升至V2。

（3）用細針將木塊按壓，使木塊浸沒于水中，液面上升至V3。

請寫出下列物理量的表達式：木塊的質量m=_______，木塊的體積V=_______，木塊密度ρ=_______ （已知水的密度為ρ水）。

Answer 1

【答案】 ρ水（V2-V1） V3-V1 ρ水（ V2-V1)/(V3-V1)

【解析】由圖乙可知，木塊處于漂浮狀態，受到的浮力和自身的重力相等，F浮 =G=mg，由甲乙可知，木塊排開水的體積：V排 =V2 -V1 ，由ρ=m/V和G=mg可得，木塊排開水的體積：G排 =m排 g=ρ水 V排 g=ρ水 （V2 -V1 ）g，由阿基米德原理可得：F浮 =G排 ，即mg=ρ水 （V2 -V1 ）g，則木塊的質量：m=ρ水 （V2 -V1 ），因物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等，所以，由甲丙可知，木塊的體積：V=V3 -V1 ，木塊的密度：ρ=m/V=ρ水(V2V1)/V3V1。