Question

小聰家最近正在裝修，爸爸去訂了純銅電線，并帶回了樣品．小聰用手彎曲點線，感到很硬．他猜想，這種電線未出如商家所言是純銅制成．小聰想幫助爸爸鑒別材料的真實性：他覺得只要測出電線金屬芯的密度就知道了．于是他找來了一根細棉線，一只水槽，并裝上足夠多的純凈的水，另外再選擇了其它一種器材他只測取了兩個數據，加上自己已有的一些知識，然后進行了一些簡要的計算就作出了判斷．
（1）小聰在電線的鑒別中，主要經歷了

 

、設計實驗、

 

分析和論證幾個探究環節．
（2）題中未列出的那一種器材你覺得應該是

 

．
（3）請你幫小聰完成主要的實驗步驟：
A．從絕緣皮中抽出金屬芯，彎曲成一團，用細線系好
B．測出金屬芯在空氣中的

 

；
C．測出金屬芯浸沒在水中（未與杯底和杯壁接觸）的

 

；
D．將水的密度ρ_水作為常數，利用上面的測量數據計算，比較得出結論．
（4）請你幫小聰寫出經過簡單計算后得到的電線金屬芯的密度ρ的表達式：

Answer 1

分析：解決此題要結合密度公式m=ρv及其變形公式進行分析計算，知道利用彈簧測力計測量浮力的方法．

解答：解：（1）小聰在電線的鑒別中，主要經歷了猜想與假設、設計實驗、進行實驗與收集證據分析和論證幾個探究環節；
故答案為：猜想與假設、進行實驗與收集證據．
（2）實驗過程需要測量線團的重力和線團在水中所受到的浮力，所以需要用到彈簧測力計；
故答案為：彈簧測力計．
（3）當彈簧測力計穩定后，讀出示數F₁，此時彈簧的拉力等于物體的重力，所以金屬芯在空氣中的重力G=F₁；
金屬芯浸沒在水中后，受到豎直向下的重力，豎直向上的彈簧拉力和水的浮力，在三個力的作用下平衡，此時彈簧的示數為F₂，所以物體受到的浮力F=F₁-F₂；
故答案為：重力G，浮力F．
（4）假設金屬芯的體積為v，則金屬芯在空氣中的重力G=ρgv=F₁①；
金屬芯浸沒在水中所受到的浮力F=ρ_水gv=F₁-F₂②；
所以聯立①②可知，ρ=

ρ水F1

F1-F2

．

點評：解決此類問題要結合相關的物理知識進行分析解答．