Question

小明同學利用如圖所示的小燒杯、大水槽、量筒、水、滴管、記號筆、細線等器材測量一塊金屬塊的密度，他設計了如下實驗步驟。

(1)將金屬塊放入燒杯中，使燒杯直立在漂浮大水槽中，用簽字筆在燒杯上標出水面的位置； 
(2)用量筒測出________ 的體積為V₁；
(3)將燒杯直立漂浮在大水槽中，向燒杯中倒入適量的水，使_________________；
(4)用量筒測出燒杯中水的體積V₂；
(5)金屬塊密度的表達式為ρ_金=" ____________________" .

Answer 1

（2）金屬塊 （3）燒杯記號位置和大水槽水面相平  （5）

試題分析：此方法為等效替代法。因為實驗中缺少天平，所以利用浮力知識通過求水的質量得到金屬塊的質量。（1）金屬塊的質量不能直接測量，把它放在燒杯中，將燒杯放在水槽中，燒杯漂浮于水面，用筆記下水面的位置，然后取出金屬塊，往燒杯中倒水，使水槽的水面又達到剛才的標記處，這表面兩次相等，則浮力相等，由于兩次燒杯都是漂浮，浮力等于重力，所以兩次重力相等，即質量相等，所以金屬塊質量等于燒杯中水的質量；
（2）金屬塊的體積可由量筒測出；
（3）如（1）所述，加水至燒杯記號位置和大水槽水面相平；
（4）燒杯中水的體積V₂可由量筒測出，則水的質量為，金屬塊的質量等于水的質量，所以；
（5）金屬塊的密度