Question

“學校用的實心鉛球是用純鉛制成的嗎？”物理老師提出問題后，小明同學和小白同學分別找來了器材準備對實心鉛球的密度進行測定．（水的密度為ρ_水）
小明同學選用的器材是：實驗室用的天平（含砝碼）、量筒、以及足量的水；
小白同學選用的器材是：臺秤、兩個足夠大的塑料筒，足量水．
（1）你認為兩人所選的器材誰更合理，為什么？
（2）請合理選用其中一人的器材做實驗，要求：
①寫出主要的實驗步驟；
②推導出實心鉛球的數學表達式．（用已知量和測得量表示）

Answer 1

分析：根據密度計算公式ρ=

m

v

 可知，要想測出物質的密度，就要想法測出物質的質量和體積，而質量測量工具是秤，體積測量工具是量筒，但若物體體積較大時，可用排水法測體積．

解答：解：（1）因為鉛球的質量較大，超過天平的測量范圍，所以用天平測不出鉛球的質量，且鉛球的體積也較大，超過量筒的測量范圍，所以鉛球的體積也不能用量筒測出，所以小明所選的器材不合理．
（2）根據小紅所選的器材可測出鉛球密度進行鑒別，具體方法如下：
①用臺秤測出鉛球的質量m₀；
②用臺秤測出塑料桶的質量m₁；
③用墊木將另一只塑料筒的一角墊起，使塑料桶傾斜，向桶內注滿水，然后用細線系住鉛球后將其慢慢放入盛水塑料桶中，用已知質量的塑料桶接溢出的水；
④用臺秤測出塑料桶和水的總質量m₂，則鉛球的體積V=V_水=

m2-m1

ρ水

；
⑤鉛球的密度ρ=

m0

m2-m1 ρ水

=

m0ρ水

m2-m1

．

點評：實驗的依據肯定是相關的公式，根據公式推出實驗中應測出物理量，然后選擇實驗所需的器材，利用測量工具測出所需物理量代入相關公式中，就可以推導出未知的物理量．