初中物理

Question

（2011•沈阳）某物理小组决定测量一块鹅卵石的密度，但是手边的测量工具只有量筒．他们设计了如图所示的实验装置．先把鹅卵石浸没在水杯内的水中，向矿泉水瓶中逐渐加水，当加入225ml的水时，瓶子在如图7甲所示的位置平衡．拿掉水杯后，再向瓶中加入150ml的水，此时瓶子在如图乙所示的位置平衡．若不考虑鹅卵石的吸水性，忽略瓶子的质量，g取10N/kg，求：（1）鹅卵石在水中受到的浮力．（2）鹅卵石的密度．

详解

Answer 1

考点：固体密度的测量．
专题：密度及其应用．
分析：（1）因为使用的是定滑轮，由图乙可求出石块重；再利用称重法F浮=G石-F求鹅卵石在水中受到的浮力；（2）求出了受到的浮力，利用阿基米德原理求排开水的体积（鹅卵石的体积）；知道鹅卵石重，利用重力公式求鹅卵石的质量，再利用密度公式求鹅卵石的密度．
解答：解：（1）根据定滑轮特点，由图乙得：
G石=G水=m水g=ρ水v水g，
由图甲得鹅卵石在水中受到的浮力：
F浮=G石-F=ρ水v水g-ρ水vg=ρ水△v水g=1.0×103kg/m3×100×10-6m3×10N/kg=1N，
（2）∵F浮=ρ水gv排，
∴v排=F浮ρ水g=1N1.0×103kg/m3×10N/kg=1×10-4m3，
∵石块浸没，
∴v石=v排=1×10-4m3，
∴石块的密度：
ρ石=m石v石=ρ水v水v石=1.0×103kg/m3×(170+100)×10-6m31×10-4m3=2.7×103kg/m3．

Answer 2

（2011•沈阳）某物理小组决定测量一块鹅卵石的密度，但是手边的测量工具只有量筒．他们设计了如图所示的实验装置．先把鹅卵石浸没在水杯内的水中，向矿泉水瓶中逐渐加水，当加入225ml的水时，瓶子在如图7甲所示的位置平衡．拿掉水杯后，再向瓶中加入150ml的水，此时瓶子在如图乙所示的位置平衡．若不考虑鹅卵石的吸水性，忽略瓶子的质量，g取10N/kg，求：
（1）鹅卵石在水中受到的浮力．
（2）鹅卵石的密度．

解答：

这个题要充分利用水的密度为已知ρ水=1g/mL

G水1=G石-F浮    -------①               G水1=2.25N

G水2=G石           -------②               G水2=3.75N

②-①得

F浮=G水2-G水1=1.5N

ρ水gV石=ρ水g·150mL

∴V石=150cm³                        （1cm³=mL）

m石=m水2=1g/mL·375mL=375g

∴ρ石=m石/ V石=375g/150cm³

         =2.5g/cm³=2.5X10³kgm³

Answer 3

受力分析，甲：水的重力+浮力=石头的重力
乙：水的重力=石头的重力。
因为乙的水比甲重0.15KG，所以浮力为0.15KG*10N/KG=1.5N
可以求出石头重力3.75N
由浮力公式 pgV=F 得到V=1.5*10^-4
密度=质量除以体积。可以得到密度是2500 KG/M^3

Answer 4

（1）因为使用的是定滑轮，由图乙可求出石块重；再利用称重法F浮=G石-F求鹅卵石在水中受到的浮力；
（2）求出了受到的浮力，利用阿基米德原理求排开水的体积（鹅卵石的体积）；知道鹅卵石重，利用重力公式求鹅卵石的质量，再利用密度公式求鹅卵石的密度．
解：（1）根据定滑轮特点，由图乙得：
G石=G水=m水g=ρ水v水g，
由图甲得鹅卵石在水中受到的浮力：
F浮=G石-F=ρ水v水g-ρ水vg=ρ水△v水g=1.0×103kg/m3×150×10-6m3×10N/kg=1.5N，
（2）∵F浮=ρ水gv排，
∴v排=
F浮ρ水g
=
1.5N1.0×103kg/m3×10N/kg
=1.5×10-4m3，
∵石块浸没，
∴v石=v排=1.5×10-4m3，
∴石块的密度：
ρ石=
m石v石
=
ρ水v水v石
=
1.0×103kg/m3×(225+150)×10-6m31.5×10-4m3
=2.5×103kg/m3．
答：（1）鹅卵石在水中受到的浮力为1.5N；
（2）鹅卵石的密度为2.5×103kg/m3．
详细见这儿：
http://www.jyeoo.com/physics/ques/detail/d230ca7a-91a2-4f6d-a357-533500b640b4?a=1