Question

初二物理兴趣小组的几位同学在一起探究测量液体密度的方法，他们从实验室借来了弹簧测力计，天平，底面积为s的平底试管、钩码并自己准备了空方形玻璃瓶，自制量筒，刻度尺，细线，支架，长直均匀木条，一个小金属块，一些碎石子，U型玻璃管，一大杯水及一瓶500ml的色拉油．他们想用不同的方法来测量色拉油的密度．
（1）性急的小强抢过天平、方形玻璃瓶便开始了操作，如图1是使用天平时的操作情况，其中操作错误的是：______．
（2）小明选用了弹簧测力计、金属块、细线、水、待测色拉油进行了如图2甲、乙、丙的操作，根据图中所示数据可知色拉油的密度为______kg/m³．

（3）小雯选用平底试管、刻度尺、一些小碎石、水、待测色拉油进行了如图3所示的操作：

根据小雯所测的物理量，色拉油的密度为ρ_油=______；
（4）观看了小雯的操作后，小亮灵机一动，他用了与小雯相同的器材完成了实验，他一边操作一边给伙伴们讲解（如图4）：

小亮所得的结论是ρ_油=______；
（5）请你比较小雯和小亮的方法，找出小亮的方法中的一个优点和一个不足：
优点：______；
不足：______．
（6）如果要用一种与他们都不同的方法来测量色拉油的密度，你将选用器材：______．

Answer

（1）天平在使用时，物体应放在左盘，砝码应该放在右盘．
（2）小铁块排开水和油的体积相同．由1、2两图可以得出铁块在水中所受浮力，根据阿基米德原理得到铁块的体积；由1、3两图得出铁块在油中所受浮力，利用前面求出的体积，就可以得到油的密度．
（3）试管在水中和在油中都是漂浮，浮力相同；根据浮力相同列出比例关系式，就可以求出油的密度．
（4）试管两次在水中都是漂浮，第一次的浮力等于其自身的重力，第二次的浮力等于自身的重力加上管内油的重力，根据上述关系列出比例关系式，就可以求出油的密度．
（5）据实际情况评估即可；
（6）用天平和量筒进行密度的测量方法即可．
【解析】
（1）据该题的中图能看出，此时物体放在了右盘，砝码放在了左盘，故此时物体和砝码放反了；
（2）铁块在水中受到的浮力为
F浮水=G-F1=4.8N-3.8N=1.0N
据公式：F浮=ρgV可知
铁块的体积为
V===1.0×10-4m3
铁块在油中受到的浮力为
F浮油=G-F2=4.8N-3.9N=0.9N
据公式F浮=ρgV可知
油的密度为ρ油===0.9×103kg/m3
（3）设试管的底面积为S
试管在水中受到的浮力为
F浮水=ρ水gS（L-h1）
试管在油中受到的浮力为
F浮油=ρ油gS（L-h2）
ρ水gS（L-h1）=ρ油gS（L-h2）
解得ρ油=；
（4）设试管的底面积为S
试管在水中受到的浮力为
F浮水=ρ水gS（L-h1）
所加的油的重力是：G=mg=ρ油gSh油；
试管装入油后受到的浮力为
F水=ρ水gS（L-h2）
ρ水gS（L-h1）+ρ油Sgh油=ρ水gS（L-h2）
ρ油=；
（5）比较小雯和小亮的方法，可知小亮的方法中的一个优点是测得数据更为准确；
其不足是：需要测量的量太多，操作有点复杂．
（6）据我们所学的测量液体密度的一般方法即可，故所需要的器材有：天平、砝码、小烧杯、量筒．
故答案为：（1）物体和砝码放反了；（2）900；（3）；
（4）；
（5）优点：测得数据更为准确；缺点：需要测量的量太多，操作有点复杂．
（6）天平、砝码、小烧杯、量筒．