给你一架无砝码、无游码、已调好的等臂天平和一个量杯、烧杯、细绳、一些细沙及适量的水(设水的密度${{\rho}_{水}}$已知),请测出一小块矿石的密度,要求:
写出实验步骤及要测量的物理量.
实验步骤:
①实验步骤:
将空烧杯放在右盘,在左盘放适量的细砂,使天平平衡;
在左盘再放上小矿石,在右盘的空烧杯中慢慢加水,直至天平再次平衡;
将烧杯中的水倒入量杯中,记录此时量杯中水的体积${{V}_{1}}$;
取下烧杯,在量杯中装适量的水,记录此时量杯中水的体积${{V}_{2}}$,用细线拴住小矿石浸没在水中,记录此时量杯中水的体积${{V}_{3}}$.
②需要测量的物理量,矿石质量:${{m}_{石}}={{m}_{水}}={{\rho}_{水}}{{V}_{1}}$,矿石体积:${{V}_{石}}={{V}_{3}}-{{V}_{2}}$.
解析见答案.
推导出用所测物理量表达矿石密度的表达式.
${{\rho}_{石}}=\frac{{{m}_{石}}}{{{V}_{石}}}=\frac{{{\rho}_{水}}{{V}_{1}}}{{{V}_{3}}-{{V}_{2}}}$.
因为矿石质量:${{m}_{石}}={{m}_{水}}={{\rho}_{水}}{{V}_{1}}$,矿石体积:${{V}_{石}}={{V}_{3}}-{{V}_{2}}$.
则矿石密度的表达式为:${{\rho}_{石}}=\frac{{{m}_{石}}}{{{V}_{石}}}=\frac{{{V}_{1}}}{{{V}_{3}}-{{V}_{2}}}{{\rho}_{水}}$.
故答案为:${{\rho}_{石}}=\frac{{{m}_{石}}}{{{V}_{石}}}=\frac{{{\rho}_{水}}{{V}_{1}}}{{{V}_{3}}-{{V}_{2}}}$.