题目内容
16.小光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,于是小光设计了以下实验步骤:A.用调好的天平测出塑料球的质量,天平平衡时如图a所示.记录塑料球的质量为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Vl;
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,记录此时量筒的示数为V2;
D.取出塑料球,把小铁块单独放入水中静止时如图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)实验中多余的步骤是B;(填字母)
(2)实验中用天平测出塑料球的质量m=11.2g,塑料球的密度p=0.56×103kg/m3.此密度的测量值比真实值偏小.
(3)在交流时小华认为,本题所用器材中,不用天平,也能测出该塑料球的密度,只需在B、C、D三个步骤中再增加一个步骤.请你写出这个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.
根据你补充的步骤,写出计算塑料球密度的表达式ρ球=ρ球=$\frac{{(v}_{4}-{v}_{1}){ρ}_{水}}{{v}_{2}-{v}_{3}}$.(用字母表示,水的密度为ρ水)
分析 (1)根据图c、d便可得出塑料球的体积,从而可判断出多余的步骤;
(2)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.
根据体积的测量方法判断出体积的测量误差,得出密度的测量误差;
(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,再求出塑料球的质量,由密度公式得出塑料球密度.
解答 解:(1)实验中测出塑料球和铁块的总体积及铁块的体积,便可求出塑料球的体积,所以步骤B是多余的;
(2)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=45ml-25ml=20ml=20cm3.
ρ=$\frac{m}{v}$=$\frac{11.2g}{20c{m}^{3}}$=0.56g/cm3=0.56×103kg/m3;
将塑料球捞出时,上面会沾有水,造成体积测量偏大,由ρ=$\frac{m}{v}$可知密度测量偏小;
(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,所以,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球=$\frac{{(v}_{4}-{v}_{1}){ρ}_{水}}{{v}_{2}-{v}_{3}}$.
故答案为:(1)B;(2)11.2;0.56×103;小;(3)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;$\frac{{(v}_{4}-{v}_{1}){ρ}_{水}}{{v}_{2}-{v}_{3}}$.
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.
| A. | 物体与物体之间相互接触,一定会产生力的作用 | |
| B. | 某同学推桌子,没能推动,此时推力等于阻力 | |
| C. | 黑板擦在黑板上擦动时,第一次做直线运动,第二次做圆周运动,这两次摩擦力分别为滑动摩擦力和滚动摩擦力 | |
| D. | 树上的苹果在下落的过程中受到重力作用,落到地面上静止后就不再受到重力作用 |
| A. | 拉力F做了150J的功 | B. | 拉力F做了300J的功 | ||
| C. | 重力做了600J的功 | D. | 重力做了1200J的功 |