一道实验题的多种解法

一道实验题的多种解法

——黑龙江省同江市第三中学韩丽玉题目：现有一个长方体小金属块，实验室备有毫米刻度尺、调节好的天平、砝码、弹簧秤、量筒、玻璃棒、足够的水、细线等。请你自行选择仪器，进行必要的测量后，计算小金属块的密度，要求：(1)至少二种方法，其中一种方法必须运用浮力的知识。(2)写出操作步骤并用适当的符号表示要测量的物理量。(3)写出计算金属块密度的表达式。

本题既是开放性的设计实验题，又是一道计算题，要求考生自选仪器，自己设计方案测定金属块密度，给考生广阔的思维的空间。克服了以往实验考核模式归一，器材统一，步骤相同，结论样板化的通病。此题有多种解法，考生将各显神通，创设各具特点的实验方案，从而有效地考核考生的创新能力和创新意识，提高实验考核的选优功能。

解法一：选择器材：弹簧秤、刻度尺、金属块

实验步骤：(1)用细线系住金属块挂在弹簧秤上测出金属块的重力为G；

(2)计算出金属块的质量为m=；

(3)用刻度尺测出金属块的长a、宽b、高c。计算金属密度的表达式ρ=。

解法二：选择器材：天平、量筒、水、金属块

实验步骤：(1)用天平测出质量m；

(2)用量筒先装适量的水，体积为V1；

(3)将金属块轻轻放入量筒内，读出水面对应的刻度V2；

(4)计算金属块的体积为V=V2-V1；

计算金属密度的表达式为ρ=。

解法三：选择器材：弹簧秤、量筒、水、金属块

实验步骤：(1)用弹簧秤测出金属块的重力为G；

(2)计算出金属块的质量为m=；

(3)用量筒测量出金属块的体积为V；

计算金属密度的表达式为ρ=。

解法四：选择器材：天平、玻璃杯、水、细线

实验步骤：(1)用天平测出玻璃杯和水的总质量m1；

(2)用细线系住金属块，缓慢浸没在水杯中，溢出部分水后，测出玻璃杯、水、金属块的总质量m2；

(3)取出金属块，再用天平测出玻璃杯和剩余水的总质量m3；

(4)算金属块的质量m=m2-m3，金属块的体积V=；

计算金属块密度的表达式为

ρ=ρ水。

解法五：选择器材：天平、弹簧秤、玻璃杯、水、细线、金属块实验步骤：(1)用天平测出金属块的质量m；

(2)用弹簧秤测出金属块的重力为G；

(3)将金属块浸没在水中，用弹簧秤测出视重为G’；

(4)计算金属块排开水的体积

V=

计算金属密度的表达式为

ρ=ρ水。

解法六：选择器材：弹簧秤、玻璃杯、水、细线、金属块

实验步骤：(1)用弹簧秤测出金属块的重力为G；

(2)将金属块全部浸没在水中，用弹簧秤测出视重为G’；

(3)根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排。

计算出金属块的体积为

V=V排=；

(4)根据公式G=mg=ρVg，计算出金属密度的表达式为

ρ=ρ水。