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?



 解:(1)由②图可知:一半浸入水中漂浮时受到的浮力F浮1V排1g=ρ×Vg,

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2V排2g=ρ×Vg,

由于铁皮罐处于漂浮,则F浮1=G,F浮2=G+G砝码1

所以,F浮2﹣F浮1=G砝码1

即ρ×Vg﹣ρ×Vg=G砝码1

则V=====1×10﹣3m3

(2)一半浸入水中漂浮时受到的浮力F浮1V排1g=ρ×Vg=1.0×103kg/m3××1×10﹣3m3×10N/kg=5N,由于铁皮罐漂浮在水面上,则G=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+G砝码2

即:ρ盐水Vg=G+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


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