初中物理苏科版八年级下册浮力优秀同步训练题
展开专题 用浮力测密度
【知识梳理】
一、测量浮力的方法
1.用天平
①在烧杯中装入适量的水,并测出总质量m1;
②再将物体用线吊起浸没于水中,调平天平后,读取此时砝码和游码示数m2;
③计算浮力:左盘增大的压力为,分析可知,左盘增大的压力为物体对水的压力,再由物体间力的作用是相互的可得,物体受到的浮力为。
2.用量筒
①将适量水倒入量筒,读出水面对应的体积示数V1;
②将物体放入水中,读出水面对应的体积示数V2;
③物体排开水的体积为;
④计算浮力:。
3.用弹簧测力计
①将物体挂于弹簧测力计下,读出物体的重力G;
②将挂于弹簧测力计下的物体浸没于液体,读出物体的示数F;
③计算浮力:。
二、测量思路:
思路一:适用于测量固体和液体的密度
根据,测出物体的质量和体积,从而计算出物体的密度;
用浮力测质量:利用物体处于漂浮状态下测出浮力,从而得到物体重力,进而求得质量;
用浮力测体积:利用物体浸没在水中时受到的浮力,计算出排开液体的体积。
思路二:适用于测量液体的密度
分别将同一物体浸没在水中和待测液体中,保证物体排开水和液体的体积相同,分别测出物体受到水和待测液体的浮力,而物体水中的浮力为,在液体中的浮力为,可得,即。
思路三:适用于测量液体的密度(密度计原理)
分别使同一物体(密度小于水和待测液体)漂浮在水中和待测液体中,此时有
,即,进而可得。
三、只用天平测密度
1.测固体密度:
(一)固体密度大于水的密度
(1)测质量:直接用天平测出物体的质量m。
(2)测体积:
①在烧杯中装入适量的水,并测出总质量m1;
②将物体用线吊起浸没于水中,调节砝码和游码使天平重新平衡后,读取此时砝码和游码示数m2;
③物体受到的浮力为;
④。
(3)计算密度:。
(二)固体密度小于水的密度
(1)测质量:直接用天平测出物体的质量m
(2)测体积:
①在烧杯中装入适量的水,并测出总质量m1;
②将物体放入水中,并用针压,使其浸没于水中,调节砝码和游码使天平重新平衡后,读取此时砝码和游码示数m2;
③物体受到的浮力为;
④。
(3)计算密度:。
2.测液体密度:
或
物体密度大于水 物体密度小于水
(1)测出物体浸没在水中的浮力:
①在烧杯中装入适量的水,并测出总质量m1;
②若物体密度大于水,将物体用线吊起浸没于水中;若物体密度小于水,将物体用针压,使其浸没于水中,调节砝码和游码使天平重新平衡后,读取此时砝码和游码示数m2;
③物体受到的浮力为。
(2)测出物体浸没在液体中的浮力:
或
物体密度大于液体 物体密度小于液体
①在烧杯中装入适量的待测液体,并测出总质量m3;
②若物体密度大于水,将物体用线吊起浸没于水中;若物体密度小于水,将物体用针压,使其浸没于水中,调节砝码和游码使天平重新平衡后,读取此时砝码和游码示数m4;
③物体受到的浮力为。
(3)计算密度:
四、只用量筒测密度
1.测固体密度:
(一)固体密度大于水的密度:
(1)测质量:①将适量水倒入量筒,并在水中放入一小杯子,读出水面对应的体积示数V1;
②将物体放入小烧杯中,读出水面对应的体积示数V2;
③物体受到的浮力为,
④由物体漂浮可知,物体的重力为
⑤物体的质量为
(2)测体积:
①将物体从小烧杯中取出并直接浸没于水中,读出水面对应的体积示数V3
②物体的体积为
(3)计算密度:
(二)固体密度小于水的密度:
(1)测质量:①将适量水倒入量筒,读出水面对应的体积示数V1;
②将物体放入水中,物体漂浮,读出水面对应的体积示数V2;
③物体受到的浮力为
④由物体漂浮可知,物体的重力为
⑤物体的质量为
(2)测体积:
①用针将物体压入水中,使其浸没,读出水面对应的体积示数V3;
②物体的体积为
(3)计算密度:
2.测液体密度:
(1)测出物体漂浮在水中的浮力:
①将适量水倒入量筒,读出水面对应的体积示数V1;
②将物体放入水中,物体漂浮,读出水面对应的体积示数V2;
③物体在水中受到的浮力为。
(2)测出物体漂浮在待测液体中的浮力:
①将适量待测液体倒入量筒,读出水面对应的体积示数V3;
②将物体放入待测液体中,物体漂浮,读出液面对应的体积示数V4;
③物体在待测液体中受到的浮力为。
(3)计算密度:由得。
五、只用弹簧测力计测密度
1.测固体密度:
(一)固体密度大于水的密度
(1)测质量:
①弹簧测力计直接测出物体的重力G;
②物体的质量为。
(2)测体积:
①将物体用弹簧测力计吊起并浸没于水中,读取此时弹簧测力计的示数F;
②物体受到的浮力为;
③。
(3)计算密度:
(二)固体密度小于水的密度
(1)测质量:
①弹簧测力计直接测出物体的重力G;
②物体的质量为。
(2)测体积:
①将待测物体用弹簧测力计吊起,在待测物体下加挂一密度大于水的重物,并将重物浸没于水中,待测物体在水外,读出此时弹簧测力计的示数F1;
②将待测物体及重物浸没于水中,读出此时弹簧测力计的示数F2;
③物体受到的浮力为;
④。
(3)计算密度:
2.测液体密度:
(1)测出物体浸没在水中的浮力:
①选取一密度大于水和待测液体的物体,用弹簧测力计直接测出物体的重力G;
②将物体用弹簧测力计吊起并浸没于水中,读取此时弹簧测力计的示数F1;
③物体受到的浮力为。
(2)测出物体浸没在液体中的浮力:
①将物体用弹簧测力计吊起并浸没于待测液体中,读取此时弹簧测力计的示数F2;
②物体受到的浮力为。
(3)计算密度:由,,可得
,则
注:以上方法并非全部测量方法,皆在为你理清测量的思路,请你仔细体会,实际习题中还应根据条件灵活使用。
【典例分析】
1.(2023·河北唐山·中考二模)小明在假期出游时采集到一小块矿石(不吸水),他想像勘探人员一样利用物质 密度鉴别矿石的种类。
(1)利用实验室的器材测量其密度。
① 首先要用天平测量矿石的质量。将天平放在水平桌面上, ___________ 调节平衡螺母,直至指针指在分度盘中线处;
②用已调节好的天平正确测量矿石质量时的情景如图甲所示,则该矿石质量的测量值是___________g;
③接下来,他先在量筒中倒入 30mL 的水,如图乙所示;再将用细线系好的矿石轻放入量筒内的水中,此时量筒中液面位置如图丙所示,则矿石体积的测量值是 ___________ cm;
④根据以上测量数据计算出该矿石密度的测量值是 ___________ kg/m3;
(2)学校创新小组利用家里的电子秤、玻璃杯和水也测量出小矿石的密度。
①将电子秤放在水平桌面上,测出矿石的质量为m0;
②把一盛有适量水的玻璃杯放在电子秤上,记下此时电子秤的示数为m1;
③用手提着系在细线下端的矿石使之缓慢浸没在水中(矿石没有碰触杯底且水未溢出),如图丁所示,记下此时电子秤的示数为m2;
则矿石浸没在水中时受到的浮力为F= ___________, 矿石的密度为 =___________( 已知水的密度为, 用已知量和测量量表示)。
【答案】 把游码移到标尺左端零刻度线处 36 15
【详解】(1)[1] 由题可知,用天平测量质量之前,需将天平放在水平桌面上,把游码移到标尺的左端零刻度线处,调节平衡螺母,直至指针指在分度盘中线处。
[2] 由图甲可知,砝码的质量为m砝码=35g,游码的示数为m游码=1g,则该矿石质量的测量值是
m=m游码+m砝码=35g+1g=36g
[3] 水的体积为V=30mL,由图丙可知,水和矿石的总体积为V总=45mL,则矿石体积的测量值是
V=V总-V水=45mL-30mL=15mL=15cm3
[4] 由可得该矿石密度的测量值是
(2)[5]水和玻璃杯放在电子秤上示数为m1,则水和玻璃杯对电子秤的压力为
用手提着系在细线下端的矿石使之缓慢浸没在水中(矿石没有碰触杯底且水未溢出)时,矿石受到水给他竖直向上的浮力F,根据力的作用是相互的,矿石也给水一个竖直向下的压力,这两个力大小相等,互为相互作用力,此时,玻璃杯对电子秤的压力也随之增大为。而电子秤的示数为m2,换算为力,如下关系成立
因为,,,则矿石浸没在水中时受到的浮力为
[6]由可知矿石的体积为
由可知矿石的密度为
2.(2023·广东深圳·中考二模)小明利用如图的装置测量蜡块(ρ蜡<ρ水)的密度,并进行了如下操作:
(1)如图甲,蜡块静止时,读出弹簧测力计的示数为F1=___________N;
(2)如图乙,用细线将金属球系在蜡块下方,将它们浸没在水中静止时,弹簧测力计的示数为F2;
(3)如图丙,将蜡块拉出水面静止时,弹簧测力计的示数为F3,请根据以上操作回答下列问题:
①该蜡块密度的表达式为ρ蜡=___________(用F1、F2、F3及水的密度ρ水表示);
②以上操作顺序会使测得的密度比实际密度 ___________(选填“偏大”或“偏小”),为使测量值更准确,图中甲、乙、丙的合理顺序应为 ___________。
【答案】 4.6 偏小 甲、丙、乙
【详解】(1)[1]弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为F1=4.6N。
(3)①[2]由乙、丙两图可知,蜡块受到的浮力
F浮=F3﹣F2
由F浮=ρ液V排g可得出排开水的体积,即蜡块的的体积为
则蜡块的密度
②[3][4]将蜡块拉出水面静止时,石蜡上沾有水珠,会导致弹簧测力计的示数F3偏大,带入(2)中的公式,F1,F2均不变,因此使测得的密度比实际密度偏小,故为使测量值更准确,甲、乙、丙的合理顺序应为甲、丙、乙。
3.小明想测量某种液体的密度,由于缺少天平,设计了如下实验:
①在量筒内盛适量的水,记下此时量筒内水面到达的刻度为V1,如图甲所示;
②将一密度较小的物体放在盛水的量筒中,记下此时量筒内水面到达的刻度为V2,如图乙所示;
③在另一量筒内盛适量待测液体,记下此时量筒内液面到达的刻度为V3,如图丙所示;
④将该物体从水中拿出,擦干后放入装有待测液体的量筒中,记下此时量筒内液面到达的刻度为V4,如图丁所示;
⑤液体密度的表达式ρ液=______.(水的密度用ρ水表示)
【答案】
【详解】由图甲和图乙可知:物体排开的水的体积为
V排水=V2-V1
根据漂浮条件和阿基米德原理可得物体的重力
G=F浮1=ρ水gV排水=ρ水g(V2-V1)
由图丙和图丁可知:物体排开的液体的体积为
V排液=V4-V3
根据漂浮条件和阿基米德原理可得物体的重力
G=F浮2=ρ液gV排液=ρ液g(V4-V3)
则
ρ液g(V4-V3)=ρ水g(V2-V1)
【夺冠训练】
一、单选题
1.(2023·重庆市·中考一模)图1是小杨探究“浮力大小与哪些因素有关”实验,他将同一物体分别放在不同液体中:
(1)乙图中弹簧测力计的示数是___________N,物体在乙中所受浮力为___________N;
(2)由___________图可知,浮力大小与排开液体的体积有关,由甲、丙、丁两图可知,浮力大小和浸没的深度无关,由甲、丁、戊图可知,浮力大小和___________有关,由甲、丙两图可知物体的体积为___________m3;
(3)戊图中液体的密度是___________kg/m3;
(4)图2是小杨设计的测量巧克力球密度的实验:
①如图甲所示,用电子秤测出铜块的质量为m0;
②如图乙所示,测出圆柱形容器和适量水的质量为m1;
③如图丙所示,将钢块和巧克力球用绳子系在一起后,使铜块浸没在水中,电子称的示数为m2;
④如图丁所示,铜快和巧克力球都浸没后,电子秤的示数为m3;
⑤如图戊所示,放手后,铜块沉底,电子样示数为m4;
请帮助小杨的测量结果可知:
a.巧克力球的密度表达式是___________(用字母m0、m1、m2、m3、m4、ρ水表示);
b.当小杨测完所有数据后,将杯子从电子秤上拿下却发现电子称上显示“-0.2g”,这样测量会造成密度测量值___________(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】 4.4 1.6 甲、乙、丙 液体密度 2.5×10-4 0.8×103 偏大
【详解】(1)[1]乙图中弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为4.4N。
[2]物体在乙中所受浮力为
F浮=G-F示=6N-4.4N=1.6N
(2)[3]由乙丙可知,液体的密度相同,随着排开液体的体积的增大,弹簧测力计的示数减小,由称重法可知,浮力在变大,可知浮力大小与排开液体的体积有关。
[4]由甲、丁、戊图可知,同一物体浸没在不同的液体中,液体的密度不同,排开液体的体积相同,弹簧测力计的示数不同,由称重法可知,受到的浮力不同,可知浮力大小和液体的密度有关。
[5]由甲、丙两图可知物体受到的浮力为
F浮1=G-F示1=6N-3.5N=2.5N
物体的体积为
(3)[6]戊图中物体受到的浮力为
F浮2=G-F示2=6N-4N=2N
戊图中液体的密度
(4)[7]由图2乙丙可知,电子秤示数的变化是由于把铜块放进容器中引起的,铜块受到浮力的作用,由于力的作用是相互的,容器中的水也受到铜块的竖直向下的压力作用,从而使电子秤受到的压力发生改变,由阿基米德原理可知,铜块所受到的浮力等于排开液体受到的重力,则电子秤示数的变化量等于铜块排开液体的质量,铜块受到的浮力为
F浮丙=G排丙=ΔF丙=(m2-m1)g
同理,由乙丁两图可知,铜块和巧克力球一起受到的浮力为
F浮丁=G排丁=ΔF丁=(m3-m1)g
由甲乙戊可知,巧克力球的质量为
m=m4-m1-m0
由丙丁可知,巧克力球受到的浮力为
F球=F浮丁-F浮丙=(m3-m1)g-(m2-m1)g=(m3-m2)g
由F浮=ρ液V排g可知,巧克力球的体积为
巧克力球的密度表达式是
[8]将杯子从电子秤上拿下却发现电子称上显示“-0.2g”,说明之前的示数比实际值偏小,因此之前测量的质量都要加上0.2g才等于实际的质量。则巧克力球的实际密度为
故这样测量会造成密度的测量值偏大
2.(2023·重庆市·八年级期中)物理实验小组的小刚同学利用天平、量筒和烧杯等器材测量牛奶的密度。
(1)天平调平衡后,将适量的牛奶倒入烧杯中,在用天平测量烧杯和牛奶的总质量时,将砝码盒中最小的砝码放入右盘后,指针位置如图甲所示,接下来应该__________(选填序号);
A.向左调节平衡螺母 B.直接向右移动游码 C.取下最小的砝码,然后移动游码
(2)测出烧杯和牛奶的总质量为157g后,将烧杯中的一部分牛奶倒入量筒,液面位置如图乙所示,则量筒中牛奶的体积为__________cm3;
(3)测量烧杯和剩余牛奶的总质量,天平平衡时如图丙所示,烧杯和剩余牛奶的总质量为__________g;
(4)小刚测量的牛奶密度为__________g/cm3;
(5)接着小刚还想要测量苹果的密度,实验器材:弹簧测力计、底部固定滑轮的容器、细线及足量的水。用弹簧测力计测量苹果的重力,如图丁(a)所示,弹簧测力计的示数为__________N;再用细线绕过滑轮将苹果与弹簧测力计连接起来,接着往容器中倒入适量的水,使苹果浸没在水中,如图丁(b)所示,由此可知苹果的密度为__________kg/m3;
(6)回到家后,小刚又在家利用柱状玻璃杯(粗细均匀、面积为S)、小碗、水盆和足量的水、刻度尺、记号笔等,测量小玻璃珠的密度,如图所示,实验步骤如下:
①取一定数量的小玻璃珠放入空碗中,再把碗放入盛有水的水盆中,用记号笔在碗外壁上标记水面的位置如图甲所示;
②往玻璃杯内倒入适量的水,记下杯中水面的位置,并用刻度尺测量出液面的高度h1,如图乙;
③取出碗中所有的小玻璃珠并放入玻璃杯中,记下此时水面位置,并用刻度尺测量出液面对应的高度h2,如图丙;
④将玻璃杯中的水慢慢倒入水盆中的空碗内,__________,再记下此时玻璃杯中水面位置,并用刻度尺测量出其高度h3,如图丁;(请将步骤④补充完整)
⑤根据以上测量,请推导出小玻璃珠的密度表达式__________。(密度表达式用以上所给字母表示,水的密度为ρ水)
【答案】 C 60 94 1.05 2.4 0.6×103 直到标记处与碗外水面相平
【详解】(1)[1]用天平测量烧杯和牛奶的总质量时,将砝码盒中最小的砝码放入右盘后,横梁指针如图甲所示,指针向偏,说明右盘中加入的砝码质量偏大:
A.应该在测量前调节平衡螺母使天平平衡,测量过程中不能调节平衡螺母,故A不符合题意;
B.此时右盘中加入的砝码质量偏大,若再直接向右移动游码相当于再往右盘加砝码,天平不可能再次平衡,故B不符合题意;
C.此时右盘中加入的砝码质量偏大,应该取下最小的砝码,然后移动游码直到天平平衡,故C符合题意。
故选C。
(2)[2]由图可乙知,量筒的分度值为2mL,量筒中牛奶的体积为
V牛奶=60mL=60cm3
(3)[3]如图丙所示,游码标尺的分度值是0.2g,游码在标尺上对应的刻度值为4 g,烧杯和剩余牛奶的总质量为
m1=50g+20g+20g+4g=94g
(4)[4]倒入量筒中牛奶的质量为
m2=157g-94g=63g
牛奶的密度为
(5)[5]由图丁(a)甲知,弹簧测力计的分度值为0.2N,测力计示数为2.4N,即苹果的重力为2.4N。
[6]由图(b)乙知,苹果受到测力计向下的拉力为1.6N。苹果浸没在水中静止时,受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力和拉力的作用,根据力的平衡,苹果受到的浮力
F浮=F拉+G苹果=1.6N+2.4N=4N
根据阿基米德原理得,苹果的体积即排开水的体积为
根据密度公式可知苹果的密度
(6)④[7]根据等效替代法分析,如图丁,将玻璃杯中的水慢慢倒入水盆中的空碗内,直到标记处与碗外水面相平,此时表示水的质量与小玻璃珠的质量相等。
⑤[8]小玻璃珠的总体积为
V′=V2-V1=Sh2-Sh1
将玻璃杯中的水慢慢倒入水盆中的空碗内,直到标记处与碗外水面相平,根据等效替代法,玻璃杯中减小的水的质量即小玻璃珠的总质量,减小的水的体积
ΔV=V3-V2=Sh2-Sh3
减小的水的质量为
m=ρ水 ΔV=ρ水(V3-V2)=ρ水(Sh2-Sh3)
即小玻璃珠的总质量为
m′= ρ水(Sh2-Sh3)
所以小玻璃珠密度的表达式为
3.(2023·广东佛山·中考二模)小宇同学想利用所学过的知识测量木块的密度(不考虑木块吸水),主要实验过程如下:
(1)小宇把天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺的_______处,此时指针位置如图甲,此时应将平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调,直至天平平衡;
(2)在测量杯子和水的质量时,小宇用镊子往天平的右盘________(选填“从小到大”或“从大到小”)试加砝码,并移动游码,直至天平平衡,这时右盘中的砝码和游码所在的位置如图乙所示,则杯子和水的总质量为________g,用同样方法测出木块的质量为18g;
(3)如图丙所示,将一个金属块放在木块上,一起放入杯子中,使木块恰好浸没在水中,测出此时的总质量为132g,金属块的质量为________g,木块受到的浮力为________N,木块的密度为_________kg/m3。(计算时g取10N/kg)
【答案】 零刻度线 右 从大到小 102 12 0.3 0.6×103
【详解】(1)[1][2]使用天平测量物体质量时,应先将天平放于水平桌面上,在将游码移到零刻度上,最后调节平衡螺母使天平平衡;观察图甲可知分度盘上指针偏左,说明右托盘高,平衡螺母就应该向右调节,直到天平平衡。
(2)[3]天平使用过程中,右盘的砝码要遵行从大到小的顺序,最后移动游码,直到天平平衡。
[4]砝码和游码的总和如图乙所示,即杯子和水的质量
100g+2g=102g
(3)[5][6][7]由题意可知
m杯+水=102g
m木块=18g
m杯+水+木块+金属块=132g
则金属块的质量
m金属块=132g-102g-18g=12g
木块由于是漂浮,浮力等于重力,则
F浮力=G木块+G金属块=0.018kg×10N/kg+0.012kg×10N/kg=0.3N
根据阿基米德定律,物体受到的浮力等于它排开液体的重力,根据F浮力=ρ水gV排则有
0.3N=1.0×103kg/m3×10N/kg×V排
求得:V排=0.3×10-4m3,木块浸没时
V排=V木块=0.3×10-4m3
则木块的密度
4.(2020·湖北随州·八年级期末)小华在探究影响浮力大小的实验中,将同一物体分别按如图1所示的步骤进行实验:
(1)物体浸没在水中受到的浮力______N;
(2)物体的密度是______;
(3)物体浸没在酒精中弹簧测力计的示数______();
(4)小明用一支自制的长度为L的圆柱形密度计测某液体的密度,如图2所示。将密度计放入水中静止时露出水面的高度为;再将该密度计放入待测液体中静止时露出液体表面的高度为待测液体密度的表达式:______。(用含有字母的式子表示,水的密度用表示)
【答案】 1 3.2
【详解】(1)[1]由图可知,物体重
物体浸没在水中时测力计的拉力
物体浸没在水中所受到的浮力
[2]由
得,物体的质量为
由得,物体的体积为
物体的密度为
(3)[3]浸没在酒精中物体所受浮力为
由
可得,此时弹簧测力计的拉力为
(4)[4]当将“密度计”放入盛水的容器时,“密度计”浸入水中的长度为;则根据
和物体的漂浮条件可知
①
当将“密度计”放入盛待测液体的容器中,假设露出液面高度为,则可知
②
联立①②可得
5.(2023·陕西西安·中考二模)学习了密度的测量知识后,小明同学想自己做实验测量小石块的密度,于是从实验室借来仪器进行实验:
(1)将天平取出放在水平桌面上,正确测量时,当他将最小砝码放入右盘中时,指针偏向分度盘中线右侧,取下最小砝码,指针偏向分度盘中线左侧,则此时应_______;
A.向右调节平衡螺母
B.取下最小砝码后移动游码
(2)天平平衡时,右盘中砝码和游码位置如图甲所示,则小石块的质量为________g;
(3)将小石块取下后,用细线将石块系住,慢慢放入如图乙所示的量筒内,发现水面上升到45mL处,小石块的体积为________cm3,则小石块的密度为________g/cm3;
(4)在以上实验中,若石块吸水,会使密度测量值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)小明又想用爸爸新买的精度很高的手提式电子秤(既可以测量力,也可以测量质量),对石块的密度重新进行了测量,步骤如下:
①先将小石块用细线系好,悬挂在电子秤的下端,如图丙所示,待电子秤示数稳定后,读出并记为F1;
②再在小桶里倒入适量的水,悬挂在电子秤的下端,如图丁所示,待电子秤示数稳定后,读出并记为F2;
③再用手提着系着小石块的细线一端,将小石块缓慢地浸没在水中,但要保证石块________,如图戊所示。待电子秤示数稳定后,读出并记为F3,完成以上测量后,根据所得实验数据,请你写出石块密度的表达式:ρ石=________。(用字母表示)
【答案】 B 63 30 2.1 偏大 不碰触小桶底部和侧壁
【详解】(1)[1]取出最小的砝码后,指针偏左,说明左端的质量大,将处在零刻度位置的游码向右调,相当于往右盘增加更小的砝码,能使天平的横梁平衡,且测量过程中不能再调节平衡螺母,故A不符合题意,B符合题意;
故选B。
(2)[2]由图甲可知,标尺的分度值为0.2g,砝码的质量是60g,游码所对的刻度值为3g,故石块的质量为
m=50g+10g+3g=63g
(3)[3][4]由图乙可知,量筒的分度值为1mL,量筒内原来水的体积是15mL,放入小石块后总体积是45mL,故石块的体积为
V=45mL-15mL=30mL=30cm3
小石块的密度为
(4)[5]小石块吸水后水面会降低,导致测得体积偏小,而质量已经测出且准确,根据密度公式可知,密度偏大。
(5)[6][7]将小石块缓慢地浸没入悬挂着的小桶内的水中,但要保证小石块不碰触小桶底部和侧壁,否则测得小石块所受的浮力就不准确了,小石块在水中受到浮力,根据力的作用是相互的,小石块对水有向下的压力,使得电子秤示数增大,则小石块在水中受到的浮力为
F浮=F3−F2
根据阿基米德原理可得,小石块的体积为
由图甲可知,小石块的重力G=F1,则小石块的质量为
小石块的密度为
6.实验小组尝试用一种方法测量某蜡块的密度,如图所示,他们做了如下的操作:
(1)向量筒内倒入适量的水,记下水的体积为;
(2)将蜡块轻轻放入量筒内,稳定后水面上升至为;
(3)再用细钢针将蜡块浸没在量筒的水中,水面上升至为。由以上测量数据可知:蜡块的质量______g,蜡块的体积______,蜡块的密度______。(已知水的密度为)
【答案】 16 20 0.8
【详解】(3)[1]蜡块轻轻放入量筒内,稳定后漂浮在水面,由漂浮的条件及阿基米德原理知
故蜡块的质量为
[2]蜡块的体积
[3]蜡块的密度为
7.(2023·广东汕头·中考模拟)如图所示,图甲是小张同学给爷爷准备的生日礼物——手中把玩的“铜核桃”。据商家说铜核桃是“实心纯铜”所作,他想起了阿基米德鉴别皇冠的故事,想要检验一下商家所说是否属实。可是家里并没有测力计、天平、量筒等仪器,于是他又想到利用浮力测密度的方法,从厨房找来了如图乙所示的带刻度的密封罐,放入“铜核桃”还能漂浮在水面上的小瓷碗,以及适量水,进行如图丙中a、b、c三步实验。
a、玻璃罐中装入适量水,将小瓷碗放入水中,待水面静止后,标记此时的体积为V1;
b、再将“铜核桃”放入小瓷碗中,待水面静止后,标记此时的体积为V2;
c、仅将“铜核桃”从小瓷碗中取出放入水中,待水面静止后,标记此时的体积为V3;
d、通过计算得出“铜核桃”的大致密度。
已知水的密度为ρ水,选用V1、V2、V3和ρ水表示以下物理量:
(1)“铜核桃”的体积V=___________,质量m=___________;
(2)进一步推导出“铜核桃”的密度为:ρ=___________;
(3)实验测量中发现,V3小于V2,运用浮力知识分析它的理由是 ___________。
【答案】 V3﹣V1 ρ水(V2﹣V1) “铜核桃”在水中漂浮时所受的浮力大于它沉底时所受的浮力
【详解】(1)[1][2]用水、小瓷碗排开水的体积、“铜核桃”的总体积减去水、小瓷碗排开水的体积算出由图知“铜核桃”的体积为
V=V3-V1
小瓷碗漂浮,受到的浮力等于瓷碗的重力,由阿基米德原理知
F浮=G排=G
所以
m=m排=ρ水(V2﹣V1)
(2)[3]“铜核桃”的密度为
(3)[4]b中“铜核桃”处于漂浮状态,浮力等于重力,即
F浮1=G
c中“铜核桃”沉底,浮力小于重力,即
F浮2<G
所以
F浮1>F2
根据F浮=ρ液gV排知
V排1>V排2
故V3小于V2。
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