题目内容

18.测量木块的密度.器材:天平及砝码、量筒、烧杯和水、细线、石块、木块.
实验过程如下:(已知ρ水=1.0×103kg/m3、ρ石=2.5×103kg/m3)
①用调节好的天平测出木块的质量为m(如图甲).
②往量筒中倒入20mL的水.
③用细线吊着木块和石块,将石块浸没在水中(如图乙),读出水面对应的示数V1.
④将石块和木块都浸没在水中(如图丙),读出水面对应的示数V2,.
⑤计算木块的密度ρ木.
回答下列问题:
(1)根据如图所示和已知条件,将如表填写完整.
m(g)V2(cm3)木块的体积
V木(cm3)
木块的密度
ρ木(kg/m3)
845150.6×103
(2)测量出得木块密度比真实值偏大(选填“偏大”或“偏小”).理由是木块吸水,测得的体积偏小.
(3)若使所测木块和另一石块恰好能在水中悬浮,所选石块的质量为10g(不考虑误差因素).

分析 测固体的密度,先用天平测出固体的质量m,再用量筒根据排水法测出固体的体积V,根据公式ρ=$\frac{m}{V}$计算固体的密度,根据悬浮时浮力等于计算出石块的体积,然后根据公式求出质量.

解答 解:(1)由图可以看出砝码的质量为5g,游码对应的刻度是3g,木块的质量为m=5g+3g=8g,
放入石块后水面对应的示数为V1=30mL,将石块和木块都浸没在水中,水面对应的示数V2=45mL,则木块的体积是V木=45mL-30mL=15mL=15cm3.
则木块的密度为:ρ木=$\frac{{m}_{木}}{{V}_{木}}$=$\frac{8g}{15c{m}^{3}}$=0.6g/cm3=0.6×103kg/m3;
(2)由于木块吸水,所以会导致水的体积减小,从而使木块密度比真实值偏大;
(3)要使所测木块和另一石块恰好能在水中悬浮,则应F浮=G木+G石,
所以由ρ水g(V木+V石)=ρ木gV木+ρ石gV石,
得(ρ石-ρ水)V石=(ρ水-ρ木)V木
代入数据得:V石=$\frac{4}{15}$V木=$\frac{4}{15}$×15cm3=4cm3,
所以石块的质量为:V石=ρ石V石=2.5g/cm3×4cm3=10g.
故答案为:(1)8;(2)15;0.6×103;(2)偏大;木块吸水,测得的体积偏小;(3)10.

点评 此题考查了固体密度的测量,难度不大,要注意悬浮时浮力等于重力.

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