Question

为了测出玻璃的密度，小宇同学利用一个玻璃制成的小瓶、一个量筒和水做了如图所示的实验：先在量筒内盛入50cm³的水，然后让小瓶口朝上漂浮在量筒内水面上，这时水面与80cm³刻度线相平，再让小瓶里面充满水沉没于水下，这时水面与62cm³刻度线相平．（g取10N/kg）
（1）小瓶漂浮时受到的浮力是多少N？
（2）这只玻璃小瓶的质量为多少？
（3）这只小瓶的玻璃的密度是多少？

Answer 1

分析：（1）由左、中两图的两次读数之差得出玻璃瓶排开水的体积；求出了玻璃瓶排开水的体积，利用阿基米德原理求玻璃瓶受到水的浮力；
（2）根据漂浮条件求玻璃瓶重，再利用重力公式求玻璃瓶的质量；
（3）由左、右两图可得玻璃瓶的体积，再利用密度公式求玻璃的密度．

解答：解：（1）由中图可知，
V_排=80cm³-50cm³=30cm³=30×10^-6m³，
F_浮=G_排=ρ_水V_排g=1×10³kg/m³×30×10^-6m³×10N/kg=0.3N；
（2）∵玻璃瓶漂浮，
∴玻璃瓶重：
G=F_浮=0.3N，
∵G=mg，
∴玻璃瓶的质量：
m=

G

g

=

0.3N

10N/kg

=0.03kg=30g；
（3）由右图知玻璃瓶下沉，玻璃瓶的体积：
v=62cm³-50cm³=12cm³，
玻璃的密度：
ρ_玻=

m

v

=

30g

12cm3

=2.5g/cm³=2.5×10³kg/m³．
答：（1）小瓶漂浮时受到的浮力是0.3N；
（2）这只玻璃小瓶的质量为30g；
（3）这只小瓶的玻璃的密度是2.5×10³kg/m³．

点评：本题考查了学生对量筒的使用、物体的漂浮条件的掌握和运用，能读出两个体积（排开水的体积、玻璃瓶的体积）是本题的关键．