题目内容

10.小明利用弹簧测力计、细线、玻璃杯和水测量石块及木块的密度,他设计了如图所示的实验方案并按顺序完成了甲、乙、丙、丁、戊的实验操作,根据图中内容,完成以下分析:(g取10N/kg)

(l)分析步骤甲中测力计示数,石块受重力3.0N;
(2)对比分析步骤甲和乙的测力计示数,利用所学浮力知识知石块的体积为1.2×10-4m3,密度为2.5×103kg/m3;
(3)对比甲、丙两步骤中弹簧测力计的示数可知木块的质量为0.12kg;
(4)分析丁、戊两步骤中弹簧测力计的示数,木块浸没在水中所受到的浮力为2.2N,木块的密度为0.55×103kg/m3;
(5)小勇却认为小明所测木块密度的方案中有缺限,实验中只需完成甲、乙、丙、丁的操作就可以了,且得到的结果更准确.你认为小勇的看法合理(选填“合理”或“不合理”).按小勇的方案测出木块的密度将比小明所测得的密度值大(选填“大”或“小”)一些,原因是:小明实验方案中所测得的木块浮力偏大(选填“大”或“小”),对实验结果影响较大.

分析 (1)直接读出弹簧测力计示数.
(2)知道物体浸没在水中的重和物体在空气中的重,求出物体在水中的浮力,求出物体的体积,根据G=ρgV求出物体的密度.
(3)根据甲和丙求出木块的重力,根据G=mg求出木块的质量.
(4)分析丁、戊两步骤中弹簧测力计的示数,求出木块和石块的浮力,求出石块的浮力,求出木块的浮力,求出木块的体积.
知道木块的质量和体积,根据密度公式求出木块的密度.
(5)小明实验操作过程中,木块会吸入水,导致戊图中示数变大,石块的浮力变小,木块浮力偏大,体积变大,密度变小.

解答 解:(1)甲图中弹簧测力计示数是3.0N,所以石块的重是3.0N.
(2)乙图弹簧测力计示数是1.8N,所以石块受到的浮力是:F1=G-G1=3.0N-1.8N=1.2N.
石块的体积:V=V排=$\frac{{F}_{1}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1.2N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1.2×10-4m3.
由G=ρgV得,ρ=$\frac{G}{gV}$=$\frac{3.0N}{10N/kg×1.2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=2.5×103kg/m3.
(3)对比甲、丙两步骤中弹簧测力计的示数可知,木块的重力为:G木=4.2N-3.0N=1.2N.
木块的质量为:m=$\frac{{G}_{木}}{g}$=$\frac{1.2N}{10N/kg}$=0.12kg.
(4)丁戊两图可知,木块受到的浮力是:F2=G戊-G丁=3.2N-1.0N=2.2N.
木块的体积:V木=$\frac{{F}_{2}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2.2N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2.2×10-4m3.
木块的密度:ρ木=$\frac{m}{{V}_{木}}$=$\frac{0.12kg}{2.2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=0.55×103kg/m3.
(5)小明实验操作过程中,木块会吸入水,导致戊图中示数变大,木块的浮力偏大,根据V木=$\frac{{F}_{2}}{{ρ}_{水}g}$,木块体积变大,木块质量不变,所以密度变小,所以小勇测量木块的密度偏大,由于小明的方案有缺陷,所以小勇的说法是合理的.
故答案为:(1)3.0;(2)1.2×10-4;2.5×103;(3)0.12;(4)2.2;0.55×103;(5)合理;大;大.

点评 本题主要甲乙可知,石块受到的浮力是1.2N,丙戊可知,石块受到的浮力是1.0N,这是本题的关键所在,也是解决最后一问的根本.

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