题目内容

【题目】中国人民银行定于2017年6月15日发行中国熊猫金币发行35周年金银纪念币一套。该套纪念币共3枚,其中金银双金属纪念币1枚(如图所示),该金银纪念币正面图案为北京天坛祈年殿,并刊国名、年号及“中国熊猫金币发行三十五周年纪念”字样;圆形双金属纪念币背面图案为食竹大熊猫及竹林,配以部分熊猫金币主景图案以及竹叶底纹组合设计,并刊“30g Au .999+12g Ag .999”字样及面额。30克金12克银圆形双金属纪念币为精制币,含纯金30克,含纯银12克,直径45毫米,面额500元,成色99.9%,最大发行量6000枚,其中纯金体积约为1.56 cm3 , 纯银体积约为1.14 cm3

(1)根据已有密度知识计算该枚金银双金属纪念币的平均密度的大小;
(2)为保护纪念币,通常纪念币装于塑料水晶盒内(盒子质量约14g),其中水晶盒的表面积约为16cm2 , 则该币平放于课桌面中央时对桌面的压强大小;
(3)某同学想知道该纪念币浸没在水中时所受的浮力,小明同学设计用弹簧测力计测量挂着该纪念币在空中时的重力F1和浸没在水中后的示数F2求出浮力;小茜同学设计用实验室天平测出该币浸没在水中时排开水的质量m再求出浮力;结合实验误差等角度的分析,说说这两种方案的利弊.

【答案】
(1)解:由题可知,一枚双金双银纪念币的质量为m=m+m=30g+12g=42g,

纪念币的体积V=V+V=1.56cm3+1.14cm3=2.7cm3

所以,平均密度 ;

答:该枚金银双金属纪念币的平均密度为 ;


(2)解:该纪念币装于塑料水晶盒内,对桌面的压力等于总重力,

F=G=mg=0.056kg×10N/kg=0.56N,

因此对桌面的压强

答:则该币平放于课桌面中央时对桌面的压强为350Pa;


(3)解:甲方案中直接操作可以测出浮力,但浮力大小接近测力计的分度值,测量不够精确;乙方案中排开水的质量虽然用天平能较准确测出,但需要利用浮力原理计算获得。


【解析】〖分析〗(1)根据ρ=求解;

(2)根据P=求解;

(3)甲方案中,由于纪念币的体积较小,其受到的浮力较小,浮力的大小接近弹簧测力计的分度值,测量的结果误差较大;乙方案较准确,但不能直接测出浮力的大小。

【考点精析】解答此题的关键在于理解密度的计算的相关知识,掌握密度公式:ρ = m/v,以及对压强的大小及其计算的理解,了解压强的计算公式及单位:公式:p =F/s ,p表示压强,F表示压力,S表示受力面积压力的单位是 N,面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡,记作Pa .1Pa=1N/m2.(帕斯卡单位很小,一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa).

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