Question

20．今年“五一”节期间，小昭和妈妈到无锡旅游，买了一只宜兴茶壶，她听说宜兴茶壶是宜兴特有的泥土制成的，就想利用所学的物理知识测出这种泥土的密度，她用天平分别测得壶盖的质量为44.4g，空茶壶的总质量为158g，装满水后其总质量为650g，然后再把壶盖浸没在盛满水的溢水杯中，测得溢出的水的质量是14.8g，已知茶壶底与水平桌面的接触面积是60cm²，则壶盖在溢水杯中受到的浮力是0.148N，茶壶装水前后对桌面的压强之差是820Pa，制成茶壶的泥土密度是3×10³kg/m³（ρ_水=1.0×10³kg/m³，取g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）壶盖受到的浮力等于排开水的重力．
（2）求出压力的变化，然后由压强公式求出压强的变化．
（3）由浮力公式求出壶盖的体积，然后应用密度公式可以求出．

解答 解：（1）壶盖受到的浮力：F_浮=G_溢=m_溢g=0.0148kg×10N/kg=0.148N；
（2）茶壶中装的水质量为m_水=m_总-m_壶=650g-158g=492g=0.492kg，
茶壶装水前后对桌面压力的变化量：
△F=G_水=m_水g=0.492kg×10N/kg=4.92N；
对桌面压强的变化为：
△p=$\frac{△F}{S}$=$\frac{4.92N}{60×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=820Pa；
（3）由F_浮=ρ_水gV得：
壶盖的体积V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.148N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1.48×10^-5m³；
材料的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.0444kg}{1.48×1{0}^{-5}{m}^{3}}$=3×10³kg/m³；
故答案为：0.148；820；3×10³．

点评 本题考查了求重力、浮力、密度与压强问题，壶盖受到的浮力等于壶盖排开水的重力，应用G=mg、浮力公式与压强公式即可正确解题．