某同學在河邊玩耍時撿到一塊石頭，估測石頭質量大約800g。回家後，他用*簧測力計（量程為0~5N）、玻璃水槽、...

問題詳情：

某同學在河邊玩耍時撿到一塊石頭，估測石頭質量大約800g。回家後，他用*簧測力計（量程為0~5N）、玻璃水槽、細繩若干、質量分佈均勻的細木杆和足量的水測量石頭的密度（已知水的密度為ρ0）。請你幫他設計一種測量石頭密度的實驗方案。要求：

(1)寫出主要的實驗步驟；

(2)寫出石頭密度的數學表達式（用已知量和測量量表示）。

【回答】

(1)見解析；(2)

【詳解】

(1)①將木杆的中點O懸掛在線的下端，使杆在水平位置平衡如圖1所示。

②將左端A與*簧測力計相連，用細線把石頭掛於OA的中點C，*簧測力計豎直向上提起A端，使杆保持水平，記下測力計示數F1，如圖2所示。

③將石頭浸沒於裝有水的玻璃水槽中且不與水槽接觸，保持杆水平，記下*簧測力計此時示數為F2，如圖3所示。

 (2)設槓桿

AC=CO=l

由圖2可知，根據槓桿的平衡條件得到

F12l=Gl

G=2F1①

由圖3可知，物體全部浸入水中，物體的體積等於排開水的體積，根據槓桿的平衡條件得到

F22l=(G-F浮)l

F22l=(G-ρ0gV)l②

由①和②得到物體的體積

V=

石頭的密度

知識點：阿基米德原理

題型：實驗,探究題