Question

【題目】物理興趣活動課上，老師讓同學們測酒精的密度。除了酒精，老師還提供的器材有：一架調好的天平（砝碼）、一個燒杯、一個正方體木塊（內部嵌有鐵釘，其平均密度小于酒精的密度；表面經處理后不吸酒精）、一把刻度尺。請你利用上述器材幫助同學們設計一個實驗方案，測出酒精的密度。要求：

（1）寫出主要的實驗步驟；

（2）寫出酒精密度的數學表達式。（用已知量和測量量表示）

Answer 1

【答案】（1）實驗步驟：①用刻度尺測出木塊的邊長為l1；②用調好的天平測出木塊的質量為m；③將木塊緩慢放入燒杯酒精中（酒精無溢出），使其直立漂浮，靜止后用刻度尺測得木塊露出酒精面的高度為l2。（2）

【解析】

根據題中“利用上述器材幫助同學們設計一個實驗方案，測出酒精的密度。”可知，本題考查測量密度的實驗設計、實驗步驟和數學表達式。根據實驗目的，選擇實驗器材，利用漂浮條件完成特殊方法測密度實驗。

根據測量密度的實驗原理可知，要測量物體的密度，需要用天平測出物體的質量，用量筒測出物體的體積，但題目所給器材中只有天平，根據“一個正方體木塊（內部嵌有鐵釘，其平均密度小于酒精的密度；表面經處理后不吸酒精）”可知，可以利用漂浮條件F浮=G物和阿基米德原理F浮=ρ液gV排，用刻度尺測出正方體木塊的邊長和露出酒精面的高度，從而計算出V排，即可得出酒精的密度。

（1）實驗步驟如下：

①用刻度尺測出木塊的邊長為l1；

②用調好的天平測出木塊的質量為m；

③將木塊緩慢放入燒杯酒精中（酒精無溢出），使其直立漂浮，靜止后用刻度尺測得木塊露出酒精面的高度為l2。

（2）根據漂浮條件，木塊所受到的浮力等于其重力，

，

酒精的密度。