题目内容
小明来到索有“中国死海”之称的新疆达坂城盐湖游玩,看到游客能漂浮在湖面,便利用随身携带的砝码盒以及长方体有盖铁皮罐、细线、沙石、水等物品探究湖中盐水的密度.(g取10N/kg)
①取一根细线与铁皮罐等高,通过对折细线找到铁皮罐一半高度位置,并作记号.
②在铁皮罐内加入适量沙石并加盖密封,使之漂浮时一半浸入水中.
③在铁皮罐上加砝码,直至铁皮罐恰好浸没在水中.
④将该铁皮罐放入盐水中,加砝码,直至铁皮罐恰好浸没在盐水中.
问:(1)铁皮罐的体积有多大?
(2)铁皮罐和沙石的总重有多大?
(3)盐水的密度有多大?
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解:(1)由②图可知:一半浸入水中漂浮时受到的浮力F浮1=ρ水
V排1g=ρ水×
V罐g,
在铁皮罐上加砝码铁皮罐恰好浸没在水中受到的浮力F浮2=ρ水V排2g=ρ水×V罐g,
由于铁皮罐处于漂浮,则F浮1=G罐,F浮2=G罐+G砝码1,
所以,F浮2﹣F浮1=G砝码1,
即ρ水×V罐g﹣ρ水×
V罐g=G砝码1,
则V罐=
=
=
=
=1×10﹣3m3;
(2)一半浸入水中漂浮时受到的浮力F浮1=ρ水V排1g=ρ水×
V罐g=1.0×103kg/m3×
×1×10﹣3m3×10N/kg=5N,由于铁皮罐漂浮在水面上,则G总=F浮1=5N.
(3)将该铁皮罐放入盐水中,铁皮罐恰好浸没在盐水中时处于漂浮,则根据漂浮条件可得:
F浮3=G罐+G砝码2,
即:ρ盐水V罐g=G罐+G砝码2,
所以ρ盐水=
=
=
=1.2×103kg/m3.
答:(1)铁皮罐的体积有1×10﹣3m3;
(2)铁皮罐和沙石的总重有5N.
(3)盐水的密度有1.2×103kg/m3.
下面是小李同学和小张同学设计的“测食用油密度”的实验方案,请完善他们的方案,并回答后面的问题:
(1)小李同学的方案:用调节平衡的天平测出空烧杯的质量m1,向烧杯内倒入适量食用油再测出烧杯和食用油的总质量m2,然后把烧杯内的食用油全部倒入量筒内,读出量筒内食用油的体积为V1;其测得的食用油密度的表达式为______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
(2)小张同学的方案:在烧杯内倒入适量的食用油,用调节平衡的天平测出烧杯和食用油的总质量m3,然后将烧杯内部分食用油倒入量筒,再测出烧杯和剩余食用油的总质量m4,读出量筒内食用油的体积V2.其测得的食用油密度的表达式为________________.
(3)请你对上述两种实验方案进行评估:按______同学的实验方案进行测量,实验误差可能小一些.
(4)下图是按小张同学的实验方案进行某次实验的情况,请将实验的数据及测量结果填入表中.
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| 烧杯和食用油 的总质量(g) | 烧杯和剩余油 的总质量(g) | 倒出油的体 积(cm3) | 油的密度 (kg/m3) |
| 34.1 | ______ | ______ | ________ |