利用浮力測橡皮泥密度實驗的商榷

冷建軍

1實驗過程

如圖1所示，下面是一學生利用量筒和水測量橡皮泥密度的實驗過程及分析。請完成下列填空：

（1）在量筒中裝適量的水，讀出水面對應的刻度值V1。

（2）把橡皮泥捏成碗狀，小心地放入量筒中使之漂浮在水面上，讀出此時水面對應的刻度值V2，應用漂浮條件和阿基米德原理，求出橡皮泥的質(zhì)量。

（3）再把橡皮泥團成球狀，放入量筒中并使之沉入水底，讀出此時水面對應的刻度值V3。

（4）利用密度計算公式可推導出橡皮泥密度的表達式為：ρ=ρ水（V2-V1）V3-V1。

圖1實驗過程2實驗存在的問題

該實驗通過測量3個體積，很巧妙地測出了橡皮泥的密度，利用此種方法我們還可以測出許多物質(zhì)（所用材料密度要大于水）的密度。但該實驗存在諸多問題，具體如下。

（1）量筒的口徑一般較小，如何把橡皮泥放進去？若是利用很長的鑷子，容易夾破橡皮泥，導致其無法漂浮在水面。

（2）由于橡皮泥的密度大于水，放入水中后如何使它漂起來？即使做成碗狀，要使橡皮泥漂起來也比較困難，操作起來也不方便。

（3）“再把橡皮泥團成球狀”這一步存在幾個問題：①如何先將橡皮泥取出來；②橡皮泥取出來后，會帶出一部分水，造成一定的實驗誤差。

（4）把橡皮泥團成球狀，放入量筒中，量筒內(nèi)壁可能會附著濺起的水，同樣也會造成一定的實驗誤差。

3改進措施

利用漂浮條件和阿基米德原理，可以測出橡皮泥的密度，但同時存在著上面所述的問題。筆者認為可以從以下幾個方面來解決這些問題。

（1）把量筒改為量杯。這樣一來橡皮泥的放進取出過程的操作相對容易些，同時也能方便地讓橡皮泥漂起來。但也存在一個缺點，因為量杯上部大、下部小，刻度越往上越密，由于橡皮泥漂浮和下沉時排開水的差別很小，不便讀數(shù)，容易使測量結(jié)果誤差較大。

（2）不把橡皮泥拿出量筒：用一根小鐵絲小心地把碗狀的橡皮泥弄翻，使橡皮泥沉入水底。

（3）用小試管代替橡皮泥做實驗。由于小試管是空心的，一般很容易漂浮在水面上。同理，也可以不用將小試管拿出測量容器，將其壓入水底使之沉沒即可。

實驗的改進有利于我們更好地學習、研究物理。讓學生通過學習和探索掌握物理學的基礎知識與基本技能，并能將其運用于實踐，為以后的學習、生活和工作打下基礎。同時，也能讓物理更貼近生活。endprint