题目内容

3.已知某实心小球是由如表中所列出的塑料材料中的一种制成的.
塑料名称聚甲基戊烯聚丙烯聚乙烯尼龙塑料王
密度(kg/m3)0.8×1030.9×1030.95×1031.1×1032.2×103
为了鉴别该小球究竟是由其中哪一种塑料制成的,某同学设计并进行了以下实验;
(1)把该小球放入盛有足够多酒精的量杯中,松手后,当小球处于平衡状态对,发现量杯内的液面由60mL处升高到90mL处(已知酒精的密度是0.8×103kg/m3):
(2)再把该小球放入另一只盛有足够多水的量杯中,松手后,当小球处于平衡状态时,发现量杯内的水面由60ml处升高87mL处.
由以上实验数据,可计算出小球在酒精中受到浮力大小为0.24N,进一步可推知小球的质量是0.027kg,组成该小球材料是聚丙烯.

分析 已知某实心小球是由如表中所列出的塑料材料中的一种制成的,表中的密度值均大于或等于酒精的密度,由此说明小球浸没在酒精中,则球的体积等于排开酒精的体积;小球在水中排开水的体积小于球的体积,说明小球在水中漂浮.根据漂浮条件求出小球的重力;进一步求出质量;再利用密度公式求出小球的密度,查密度表找出组成该小球的材料.

解答 解:
小球在酒精中静止不动时,V排1=90cm3-60cm3=30cm3=3×10-5m3,
已知某实心小球是由如表中所列出的塑料材料中的一种制成的,表中的密度值均大于或等于酒精的密度,由此说明:小球浸没在酒精中时,小球将沉底或悬浮;则V球=V排1=30cm3;
小球排开水的体积V排2=27cm3<V球,说明小球最终漂浮在水面上.
所以G球=F浮2=ρ水gV排2=1000kg/m3×10N/kg×27×10-6m3=0.27N.
则小球的质量:m球=$\frac{{G}_{球}}{g}$=$\frac{0.27N}{10N/kg}$=0.027kg;
ρ球=$\frac{{m}_{球}}{{V}_{球}}$=$\frac{0.027kg}{3×1{0}^{-5}{m}^{3}}$=0.9×103kg/m3.
查表可得小球由聚丙烯制成.
故答案为:0.24;0.027;聚丙烯;

点评 本题考查质量和密度的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是确定小球在酒精和水中的状态.

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