题目内容

(2010?巫山县模拟)一考古工作者发现了一个古代小酒杯,小明,小红和小李想用不同器材测出小酒杯的密度.(酒杯的密度大于水的密度,酒杯的直径小于量筒的直径,空酒杯可以在水中漂浮,水的密度ρ水已知)请你将他们的测量过程补充完整.(用物理符号表示最终结果)
(1)小明利用天平、量筒、细线和水进行测量,过程如下:
①用天平测出小酒杯的质量为m
②在量筒中倒入适量的水,记下其示数为V1
③用细线拴住小酒杯,放入量筒中,当小酒杯
浸没
浸没
时(无气泡),记下此时的示数为V2
④小酒杯密度的表达式为ρ=
m
V2-V1
m
V2-V1

(2)小红利用弹簧测力计、烧杯、细线和水进行测量,过程如下:
①用弹簧测力计测出小酒杯的重力G
②用细线悬挂小酒杯浸没于盛有足量水的烧杯中(未接触烧杯底部且无气泡),读出弹簧测力计示数为F
③算出小酒杯受到的浮力为
G-F
G-F
;小酒杯质量为
G
g
G
g
,体积为
G-F
ρ水g
G-F
ρ水g
;
多余
多余

④小酒杯密度的表达式为ρ=
Gρ水
G-F
Gρ水
G-F

(3)小李利用量筒、细线和水,测量过程如下:
①在量筒中倒入适量的水,记下其示数为V1
②把小酒杯放入量筒中,让其漂浮,记下此时的示数为V2,则小酒杯受到的浮力为
ρ水g(V2-V1)
ρ水g(V2-V1)

③把小酒杯浸没在量筒内的水中(无气泡),记下此时的示数为V3,则小酒杯的体积为
V3-V1
V3-V1

④小酒杯密度的表达式为ρ=
(V2-V1)ρ水
V3- V1
(V2-V1)ρ水
V3- V1
.
分析:(1)用天平和量筒测量固体的密度,质量用天平测出,不规则固体的体积可用排水法测出.
(2)利用弹簧测力计,根据阿基米德原理F浮=ρ水gv排,测量固体密度.利用测力计测出酒杯的重力,计算出酒杯的质量;物体完全浸没在水中,测力计测出在水中受到的拉力,求出酒杯受到的浮力,再根据F浮=ρ水gv排,求出物体排开水的体积,也就是物体的体积;利用密度公式ρ=
m
v
求出物体的密度.
(3)空酒杯可以漂浮在水上,利用物体漂浮时浮力等于重力,计算出物体的质量,让酒杯完全浸没在水中,利用排水法测出酒杯的体积,在根据密度公式ρ=
m
v
求出物体的密度.
解答:解:(1)利用天平、量筒、细线和水进行测量步骤如下:
①用天平测出小酒杯的质量为m
②在量筒中倒入适量的水,记下其示数为V1
③用细线拴住小酒杯,放入量筒中,当小酒杯浸没时(无气泡),记下此时的示数为V2,则酒杯的体积v2-v1.
④小酒杯密度的ρ=
m
v
=
m
v2-v1
.
(2)弹簧测力计、烧杯、细线和水进行测量,过程如下:
①用弹簧测力计测出小酒杯的重力G,
②用细线悬挂小酒杯浸没于盛有足量水的烧杯中(未接触烧杯底部且无气泡),读出弹簧测力计示数为F,
③算小酒杯质量为出小酒杯受到的浮力为 G-F,酒杯体积v=v排 ,v排=
F浮
ρ水g
=
G-F
ρ水g
,
④小酒杯质量为m=
G
g
,小酒杯密度ρ=
m
v
=
Gρ水
G-F
.
(3)利用量筒、细线和水,根据物体漂浮时,浮力等于重力测密度,步骤如下:
①在量筒中倒入适量的水,记下其示数为V1
②把小酒杯放入量筒中,让其漂浮,记下此时的示数为V2,则小酒杯受到的浮力为ρ水g(V2-V1),则重力为ρ水g(V2-V1),故酒杯的质量为ρ水(V2-V1).
③把小酒杯浸没在量筒内的水中(无气泡),记下此时的示数为V3,则小酒杯的体积v=V3-V1.
④小酒杯密度ρ=
m
v
=
ρ水(v2-v1)
v3-v1
.
故答案为:
(1)③浸没;④
m
v2-v1
;(2)③G-F,
G
g
,
G-F
ρ水g
;④
Gρ水
G-F
,
(3)②ρ水g(V2-V1);③V3-V1;④
ρ水(v2-v1)
v3-v1
.
点评:主要考查了固体密度的测量方法.(1)利用天平和量筒测物体密度是最常用的方法,(2)利用称重法测物体的密度,物体必须完全浸没在水中.(3)漂浮时浮力等于重力,测物体的密度,利用量筒排水法测出物体的体积.
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