题目内容

7．小刚同学想测出一个实心塑料球的密度，但是发现塑料球放在水中会漂浮在水面上，无法测出它的体积，小刚设计了以下实验步骤：
A．用天平测出塑料球的质量，天平平衡时如图a所示，记录塑料球质质量为m；
B．把适量的水倒进量筒中如图b所示记录此时水的体积为V1；
C．用细线在塑料球下吊一个小铁块放入水中静止时如图c所示，此时量筒的示数为V2；
D．把小铁块单独放人水中静止时如图d所示，记录此时量筒的示数为V3．
E．利用密度公式计算出结果．根据上述实验过程，回答下列问题：

（1）实验中使用天平测出料球的质量是11.2g，塑料球的体积V=20cm3，计算出塑料球的密度0.56×103kg/m3．
（2）实验拓展：本实验中若不用天平，只在B、C、D三个步骤中增加一个步骤也可以测出塑料球的密度，请你写出这个操作步骤将塑料球放入图b所示的量筒内使其漂浮在水面上，读出量筒示数V4．
（3）根据你补充的步骤，写出计算塑料球密度的表达式ρ=$\frac{（{V}_{4}-{V}_{1}）ρ水}{{V}_{2}-{V}_{3}}$ （用字母表示）．

分析 （1）根据砝码和游码对应的刻度值计算塑料球的质量，读出塑料球和小铁块浸没水后水面到达的刻度，读出只有铁块浸没在水中时水面到达的刻度，求出塑料球的体积，根据密度公式计算物体的密度．
（2）（3）实验中如果没有天平，利用浮力的方法求出塑料球的质量，
让塑料球漂浮在装有适量水的量筒中，塑料球的重力=浮力=塑料球排开水的重力，再求出塑料球的密度．

解答 解：（1）游码对应的刻度值，标尺每一个大格代表1g，每一个小格代表0.2g，游码对应的刻度值是1.2g．
塑料块的质量=砝码的质量+游码对应的刻度值=10g+1.2g=11.2g．
塑料球的体积=V2-V3=46ml-26ml=26ml=20cm3．
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{11.2g}{20c{m}^{3}}$=0.56g/cm3=0.56×103kg/m3．
（2）（3）若不用天平，利用浮力的方法求出塑料球的质量，让塑料球漂浮在图b的量筒中，记下水面到达的刻度V4；
塑料球的重力=浮力=塑料球排开水的重力，塑料球的质量=塑料球排开水的质量，
所以塑料球的质量：m=（V4-V1）ρ水，
塑料球的体积：V=V2-V3，
根据密度公式得，ρ=$\frac{（{V}_{4}-{V}_{1}）ρ水}{{V}_{2}-{V}_{3}}$．
故答案为：（1）11.2；20；0.56×103；
（2）将塑料球放入图b所示的量筒内使其漂浮在水面上，读出量筒示数V4．
（3）ρ=$\frac{（{V}_{4}-{V}_{1}）ρ水}{{V}_{2}-{V}_{3}}$．

点评 测量固体的密度时，实验中有天平和量筒，分别测量固体的质量和体积．实验中没有天平时，采用弹簧测力计测量重力求质量，或利用漂浮的物体浮力等于重力，再求质量．实验中没有量筒或固体太大时，采用固体浸没在水中，利用阿基米德原理求体积，或利用溢水杯法，溢出水的体积等于固体体积．
总之，测量固体的密度时，要直接或间接测量固体的质量和体积，根据密度公式求密度．

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18．回顾实验和探究：（将下列实验中的空缺部分填写完整）
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③如图丙，把小桌反过来增大与泡沫塑料的受力面积，观察到泡沫塑料被压下的深度比乙浅．
结论对比图甲和图乙可知：受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显；
对比乙、丙两图可知：压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显．
（2）探究液体内部压强规律：
器材透明盛液桶、水、盐水、
压强计．		装置图
方法与
结论		②%2实验是通过观察U形管两侧液面高度差的变化而知道压强大小变化的．
②比较甲、乙两幅图，可以得出液体密度一定时，液体的深度越大，压强越大．
③比较乙、丙两幅图，可以得出：在液体内部同一深度，向各个方向的压强相等．
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