Question

【題目】如圖是生活中常用的小茶杯，請你在下列器材中選擇合理的題材，利用浮力等相關知識設計一個測量小茶杯密度的實驗。

備選器材：若干個量筒、溢水杯和燒杯，記號筆、足量水（小茶杯可以放入溢水杯、燒杯，但放不進量筒）

要求：

（1）簡述實驗步驟（如需將小茶杯放入水中，請明確表述小茶杯放入水中的具體操作）：用符號表示有關的物理量。

（2）利用測出的物理量寫出小茶杯密度的表達式（水的密度用ρ水表示）

Answer 1

【答案】（1）見解析所示；（2）ρ=ρ水。

【解析】根據題意，選擇實驗器材：除了要測量的茶杯外，選擇溢水杯，量筒，水進行實驗。

（1）步驟如下：

①溢水杯裝滿水，使小茶杯慢慢漂浮在水面，溢出的水流入量筒中；

記下排出的水的體積V1；

②再次在溢水杯中裝滿水，將小茶杯壓入水中，使其浸沒，溢出的水流入量筒中；

記下排出的水的體積V2：

（2）由以上步驟可知，漂浮時，浮力等于排開水的重力，即，

故茶杯的質量表示為：；

浸沒時，排開水的體積等于茶杯的體積，即，

所以小茶杯密度為：

。