Question

【题目】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．

Answer 1

【答案】
（1）解：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：F浮+F=G石，

而F=ρ水vg，

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

答：鹅卵石在水中受到的浮力为1.5N

（2）解：∵F浮=ρ水gv排，

∴v排= = =1.5×10﹣4m3，

∵石块浸没，

∴v石=v排=1.5×10﹣4m3，

∴石块的密度：

ρ石= = = =2.5×103kg/m3．

答：鹅卵石的密度为2.5×103kg/m3．

【解析】根据物体受浮力和不受浮力的差值就是浮力大小，通过力的差值就是浮力大小，结合二力平衡的关系，瓶中装水的质量和拉力大小就是物体的质量，根据浮力计算物体的体积，利用质量和体积计算密度.
【考点精析】本题主要考查了浮力大小的计算和探究浮力大小的实验的相关知识点，需要掌握浮力的公式为：F浮= G排 =ρ液gv排；浸在液体中的物体受到的浮力大小与物体浸在液体中的体积和液体的密度有关才能正确解答此题．