Question

【题目】如图是生活中常用的小茶杯，请你在下列器材中选择合理的题材，利用浮力等相关知识设计一个测量小茶杯密度的实验。

备选器材：若干个量筒、溢水杯和烧杯，记号笔、足量水（小茶杯可以放入溢水杯、烧杯，但放不进量筒）

要求：

（1）简述实验步骤（如需将小茶杯放入水中，请明确表述小茶杯放入水中的具体操作）：用符号表示有关的物理量。

（2）利用测出的物理量写出小茶杯密度的表达式（水的密度用ρ水表示）

Answer 1

【答案】（1）见解析所示；（2）ρ=ρ水。

【解析】根据题意，选择实验器材：除了要测量的茶杯外，选择溢水杯，量筒，水进行实验。

（1）步骤如下：

①溢水杯装满水，使小茶杯慢慢漂浮在水面，溢出的水流入量筒中；

记下排出的水的体积V1；

②再次在溢水杯中装满水，将小茶杯压入水中，使其浸没，溢出的水流入量筒中；

记下排出的水的体积V2：

（2）由以上步骤可知，漂浮时，浮力等于排开水的重力，即，

故茶杯的质量表示为：；

浸没时，排开水的体积等于茶杯的体积，即，

所以小茶杯密度为：

。