Question

19．小明在學(xué)完浮力的相關(guān)知識后，使用不同器材分別對石塊和橡皮泥的密度進行測量
（一）小明用彈簧測力計、水槽、細線、石塊和水（密度為ρ_水）測出小石塊的密度．請將他的實驗過程補充完整
（1）用細線拴住小石塊，用彈簧測力計測量小石塊的重力G=2.5N；
（2）將小石塊浸沒在水中，用彈簧測力計測出細線對小石塊的拉力F=1.5N．石塊在水中所受浮力F_浮=1N
（3）小石塊的密度為ρ=2.5×10³kg/m³
（二）小明利用量筒、水（密度為ρ_水已知）測量橡皮泥的密度
將下面的實驗過程補充完整
①向量筒中倒入一定量的水，體積為V₁，
②把橡皮泥捏成碗狀，小心放入量杯使之漂浮在水面上，讀出此時水面對應(yīng)的刻度值V₂
③再把橡皮泥團成球放入量筒使之沉入水底．讀出此時水面對應(yīng)的刻度值V₃
（2）橡皮泥密度的表達式ρ=$\frac{{V}_{2}-{V}_{1}}{{V}_{3}-{V}_{1}}{ρ}_{水}$．

Answer 1

分析 （1）知道小石塊的重力和浸沒在水中時彈簧測力計的示數(shù)，根據(jù)稱重法求出小石塊在水中受到的浮力，根據(jù)阿基米德原理求出石塊排開水的體積即為小石塊的體積，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$出小石塊的密度；
（2）由物體的浮沉條件可知橡皮泥的重量，由重量即可求得質(zhì)量；由完全沉入水底時水的體積變化可求得橡相對泥的體積，由G=ρgV可表示出橡皮泥的重力，由漂浮于水面上時的浮力與重力相等可求得橡皮泥的密度．

解答 解：（一）（2）彈簧測力計的分度值為0.1N，對小石塊的拉力F=1.5N；
石塊在水中所受浮力F_浮=G-F=2.5N-1.5N=1N；
（3）小石塊的質(zhì)量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{2.5N}{10N/kg}$=0.25kg，
由F_浮=ρgV_排得，小石塊的體積：V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³，
小石塊的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.25kg}{1.0×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=2.5×10³kg/m³；
（二）②把橡皮泥捏成碗狀．小心放入量筒使之漂浮在水面上，讀出此時水面對應(yīng)的刻度值V₂，根據(jù)漂浮原理可求出橡皮泥的質(zhì)量；
③再把橡皮泥團成球放入量筒使之沉入水底．讀出此時水面對應(yīng)的刻度值V₃；
④橡皮泥所受重力：G=mg=ρVg=ρg（V₃-V₁），
漂浮于水面上所受浮力：F=ρ_水g（V₂-V₁）
由漂浮原理知：F=G，即
ρg（V₃-V₁）=ρ_水g（V₂-V₁）
解得：ρ=$\frac{{V}_{2}-{V}_{1}}{{V}_{3}-{V}_{1}}{ρ}_{水}$．
故答案為：（一）（2）1.5；1；（3）2.5×10³kg/m³；
（二）②把橡皮泥捏成碗狀，小心放入量杯使之漂浮在水面上，讀出此時水面對應(yīng)的刻度值V₂；③再把橡皮泥團成球放入量筒使之沉入水底．讀出此時水面對應(yīng)的刻度值V₃；④$\frac{{V}_{2}-{V}_{1}}{{V}_{3}-{V}_{1}}{ρ}_{水}$．

點評 本題考查了稱重法求浮力和阿基米德原理、密度公式的應(yīng)用，要注意物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等．