Question

4．小红利用已调好的天平、烧杯、适量的水、细线，测量一个形状不规则的小石块的密度．如图所示的三个图是小红测量过程的示意图，已知水的密度是1.0×10³kg/m³，g=10N/kg．利用图中测出的物理量计算小石块浸在水中受到的浮力为0.2N，小石块的密度为2.6×10³kg/m³．

Answer 1

分析 根据左图可知烧坏和水的总质量、中间图可知烧杯和水、小石块的总质量，两者的质量之差即为小石块的质量；根据右图可知小石块浸没时的总质量，然后减去左图的质量即为小石块排开的水的质量，根据阿基米德原理求出小石块浸在水中受到的浮力，根据由ρ=$\frac{m}{V}$求出小石块排开水的体积即为小石块的体积，根据密度公式求出小石块的体积．

解答 解：
由左图可知烧坏和水的总质量为m₁=103g，由中间图可知烧杯、水和小石块的总质量m₂=155g，
则小石块的质量：
m=m₂-m₁=155g-103g=52g，
由右图可知小石块浸没时（未沉底）的总质量m₃=123g，则石块排开水的质量：
m_排=m₃-m₁=123g-103g=20g=0.02kg，
由阿基米德原理可得，小石块浸在水中受到的浮力：
F_浮=G_排=m_排g=0.02kg×10N/kg=0.2N；
因小石块浸没时排开水的体积和自身的体积相等，
所以，由ρ=$\frac{m}{V}$可得，小石块的体积：
V=V_排=$\frac{{m}_{排}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{20g}{1.0g/c{m}^{3}}$=20cm³，
则小石块密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{52g}{20c{m}^{3}}$=2.6g/cm³=2.6×10³ kg/m³．
故答案为：0.2；2.6×10³．

点评 本题是考查学生知识的运用，而不是单纯的考查学生知识的记忆，知识的迁移，方法的灵活掌握．应用到物理的方法是替代法，间接测量某个物理量这也是物理上常用的一种方法．