Question

4．小紅利用已調(diào)好的天平、燒杯、適量的水、細(xì)線，測(cè)量一個(gè)形狀不規(guī)則的小石塊的密度．如圖所示的三個(gè)圖是小紅測(cè)量過程的示意圖，已知水的密度是1.0×10³kg/m³，g=10N/kg．利用圖中測(cè)出的物理量計(jì)算小石塊浸在水中受到的浮力為0.2N，小石塊的密度為2.6×10³kg/m³．

Answer 1

分析 根據(jù)左圖可知燒壞和水的總質(zhì)量、中間圖可知燒杯和水、小石塊的總質(zhì)量，兩者的質(zhì)量之差即為小石塊的質(zhì)量；根據(jù)右圖可知小石塊浸沒時(shí)的總質(zhì)量，然后減去左圖的質(zhì)量即為小石塊排開的水的質(zhì)量，根據(jù)阿基米德原理求出小石塊浸在水中受到的浮力，根據(jù)由ρ=$\frac{m}{V}$求出小石塊排開水的體積即為小石塊的體積，根據(jù)密度公式求出小石塊的體積．

解答 解：
由左圖可知燒壞和水的總質(zhì)量為m₁=103g，由中間圖可知燒杯、水和小石塊的總質(zhì)量m₂=155g，
則小石塊的質(zhì)量：
m=m₂-m₁=155g-103g=52g，
由右圖可知小石塊浸沒時(shí)（未沉底）的總質(zhì)量m₃=123g，則石塊排開水的質(zhì)量：
m_排=m₃-m₁=123g-103g=20g=0.02kg，
由阿基米德原理可得，小石塊浸在水中受到的浮力：
F_浮=G_排=m_排g=0.02kg×10N/kg=0.2N；
因小石塊浸沒時(shí)排開水的體積和自身的體積相等，
所以，由ρ=$\frac{m}{V}$可得，小石塊的體積：
V=V_排=$\frac{{m}_{排}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{20g}{1.0g/c{m}^{3}}$=20cm³，
則小石塊密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{52g}{20c{m}^{3}}$=2.6g/cm³=2.6×10³ kg/m³．
故答案為：0.2；2.6×10³．

點(diǎn)評(píng) 本題是考查學(xué)生知識(shí)的運(yùn)用，而不是單純的考查學(xué)生知識(shí)的記憶，知識(shí)的遷移，方法的靈活掌握．應(yīng)用到物理的方法是替代法，間接測(cè)量某個(gè)物理量這也是物理上常用的一種方法．