Question

【題目】物理興趣活動課上，老師讓同學們測出一只玉石手鐲的密度，如圖所示。除了此手鐲，老師還提供如下器材:一架調好的天平(無砝碼)、兩個大小不同的燒杯、一個量筒、若干細線、一個滴管、適量的水。實驗中同學們發現由于手鐲較大，無法放入量筒和小燒杯中，只能放入大燒杯中。請你利用上述器材幫助同學們設計一個實驗方案，測出手鐲的密度。要求:

（1）寫出主要實驗步驟及需測量的物理量;

（2）寫出手鐲密度的數學表達式(用已知量和測得量表示)。

Answer 1

【答案】見解析所示

【解析】

(1)主要實驗步驟及所需測量的物理量：

①將大、小燒杯分別放在天平的兩個盤中，向小燒杯中加水，利用滴管調節水量，使天平平衡；

②向量筒中加水，記下水的體積為；

③然后將手鐲放在大燒杯中，量筒中的水緩慢倒入小燒杯中，利用滴管調節水量，直至橫梁平衡，記下量筒中剩余水的體積為；此時往小燒杯加的水的質量與手鐲的質量相同；

④再向量筒中加入適量的水，記下水的體積為；

⑤把大燒杯放在水平桌面上，向大燒杯中加部分水，用細線系住手鐲，放入盛水的大燒杯中，用細線在此時水面處做一標記；

然后取出手鐲，量筒中的水緩慢倒入大燒杯中，利用滴管調節水量直至細線標記處，記下量筒中剩余水的體積為；

(2)小燒杯中后來增加的水的質量即手鐲的質量為：

，

手鐲的體積為：

；

則手鐲的密度為：

。