Question

17．夏滿同學(xué)在過(guò)生日時(shí)收到了一個(gè)內(nèi)有“生日快樂(lè)”的小水晶球，如圖所示為他用量筒、小玻璃杯、水來(lái)測(cè)量水晶球密度的實(shí)驗(yàn)示意圖，請(qǐng)根據(jù)示意圖提供的信息（g=10N/kg）．求：
（1）小水晶球在圖乙位置時(shí)所受浮力；
（2）小水晶球的密度．

Answer 1

分析 （1）圖中，比較左邊的第一和第二幅圖可以看出放入小球后，排開(kāi)液體的體積，而后結(jié)合阿基米德原理計(jì)算即可；
（2）根據(jù)漂浮時(shí)浮力和重力相等求得小球的重力，根據(jù)m=$\frac{G}{g}$求出水晶球的質(zhì)量．將水晶球的質(zhì)量和體積代入公式ρ=$\frac{m}{v}$便可求出密度．

解答 解：（1）比較左邊的第一和第二幅圖可以看出放入小球后，排開(kāi)水的體積：
V_排=60cm³-30cm³=30cm³；
小水晶球在圖乙位置時(shí)所受浮力：F_浮=G_排=ρgV_排=1000kg/m³×10N/kg×30×10^-6m³=0.3N；
（2）據(jù)第一幅圖和第三幅圖可知，水晶球體積：V=40ml-30ml=10ml=10cm³；
因?yàn)槠�浮，所以，水晶球的重：G=F_浮=0.3N；
水晶球的質(zhì)量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{0.3N}{10N/kg}$=0.03kg=30g，
水晶球的密度：ρ=$\frac{m}{v}$=$\frac{30g}{10c{m}^{3}}$=3g/cm³．
答：（1）小水晶球在圖乙位置時(shí)所受浮力是0.3N；
（2）小水晶球的密度3g/cm³．

點(diǎn)評(píng) 測(cè)質(zhì)量用到了阿基米德原理：讓玻璃杯漂浮水面，再將水晶球放入玻璃杯，玻璃杯排開(kāi)水的質(zhì)量等于玻璃杯和水晶球的質(zhì)量和．