Question

小明同学在玩耍时把一小铜球抛入水中，发现铜球浮在水面上，感到很纳闷，于是想通过实验探究解释这个现象．小明提出的问题是：铜球为什么浮在水面上？他作出的猜想或假设是：铜球是空心的．
实验步骤如下：
1，用天平测出铜球质量．
2，用量筒测出适量水的体积．
3，用量筒测出铜球浸没在水中时的总体积．
他收集的证据如下表：

质量/g	水的体积/Ml	铜球和水的体积/Ml
178	30	60

你能利用他收集的数据通过计算来判定该球是否为空心吗？若空心，求出空心部分的体积． 若在空心部分注入水，球的总重为多少？
（ρ_铜=8.9×10³kg/m³，g取10N/kg）

Answer 1

解：V_球=60mL-30mL=30mL
V_实===20cm³=20mL
∵V_实＜V_球，∴球是空心的，
V_空=V_球-V_实=30ml-20ml=10mL，
G_水=m_水ρ_水=ρ_水Vg=1.0×10³kg/m³×10×10^-6m³×10N/kg=0.1N
G_铜=m_铜g=0.178kg×10N/kg=1.78N．
G_总=G_水+G_铜=0.1N+1.78N=1.88N．
答：此球是空心的，空心部分的体积是10mL，球的总重为1.88N．
分析：（1）根据表中信息，用量筒测出铜球浸没在水中时的总体积-水的体积=铜球的实际体积，
（2）利用密度公式求出此球的实心体积与铜球的实际体积比较即可知道是否是空心的．
（3）铜球的实际体积-球的实心体积=空心部分的体积；
（4）根据密度公式变形m=ρV可求出在空心部分注入水的质量，然后利用G=mg即可求出水的重力，
（5）球的总重=G_水+G_铜．
点评：给定信息题解决的关键在于从所给信息中抽象出相应的物理问题，所以解答本题的实心铜球的体积成为解决本题的重心，再算空心部分体积，再计算空心部分注入水，球的总重，步骤比较繁琐，要求学生做题时一定要认真，仔细．