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【临门一脚】2021年中考物理三轮冲刺过关(名师堂)
专题06 涉及浮力的密度实验重点问题对策
解决专题问题策略
涉及的物理知识有:
1.密度公式:ρ=m/v
2.阿基米的原理: F浮=G排液=ρ液gV排。
3.物体的浮沉条件:F浮=G物
中考典型例题解析
【例题1】(2020辽宁阜新)小明把一小块玛瑙石和一个小木块带到实验室,测量它们的密度:
(1)如图甲所示,小明忘记把游码归零就调节天平平衡了,及时改正后,他应将平衡螺母向______侧移动(选填“左”或“右”),天平才能重新平衡
(2)在实验过程中,小明测得的实验数据如图乙、丙所示,玛瑙石的质量是______g, 玛瑙石的体积是_______cm3,玛瑙石的密度是______kg/m3。
(3)小明把玛瑙石做成一件小工艺品后,其质量减少,玛瑙石的密度______(填“变大”“不变”或“变小”)。
(4)小明尝试只用量筒和水测量小木块的密度,如图丁所示操作如下:
①向量筒内倒入适量的水,体积记为 V1;
②将小木块轻轻放入量筒内,静止后,水面对应的体积记为 V2;
③再用细钢针将小木块浸没在水中,水面所对应体积记为 V3,
由此得到木块密度的表达式 ρ=______。(用 ρ 水和所测物理量符号表示)
【答案】 (1)右 (2) 51 20 2.55×103 (3) 不变 (4)
【解析】(1)游码归零后天平左侧重,导致天平左偏,因此他应将平衡螺母向右侧移动,天平才能重新平衡。
(2)如图乙,砝码的质量为50g,游码的示数为1g,故玛瑙石的质量为51g;如图丙所示,水的体积为50mL,玛瑙石和水的总体积为70mL,故玛瑙石的体积为20cm3;玛瑙石的密度为
(3)小明把玛瑙石做成一件小工艺品后,其质量减少,玛瑙石的密度不变,因为密度是物质的一种特性,其大小与物质种类有关。
(4)将小木块轻轻放入量筒内,静止后木块漂浮,浮力等于木块的重力,所以木块的质量为
再用细钢针将小木块浸没在水中,水面所对应的体积记为 V3,则木块的体积为
由此得到木块密度的表达式
【例题2】(2020天津)“停课不停学”期间,小明在“云课堂”中学习了密度计的相关知识后,想用家中可用器材(如图所示),测出一枚新鲜鸡蛋的密度。已知水的密度为,请你帮他设计一个测量鸡蛋密度的实验方案。要求:
(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量:______;
(2)写出鸡蛋密度的数学表达式______(用已知量和测量量表示)。
【答案】 (1) ①用刻度尺测出塑料管的长度为;②将装有适量盐的塑料管竖直漂浮在水中,测出塑料管露出液面的长度为;③将鸡蛋放入水中,向水中加盐使鸡蛋悬浮,再测出塑料管露出液面的长度为 (2)
【解析】(1)①用刻度尺测出塑料管的长度为;②将装有适量盐的塑料管竖直漂浮在水中,测出塑料管露出液面的长度为;③将鸡蛋放入水中,向水中加盐使鸡蛋悬浮,再测出塑料管露出液面的长度为
(2)因塑料管在水中漂浮,塑料管受到的浮力等于其重力,即
塑料管排开水的体积为
根据阿基米德原理,则有 ①
因塑料管在盐水中漂浮,所受浮力等于其重力,即
塑料管排开盐水的体积为
根据阿基米德原理,则有 ②
联立①②解得
因鸡蛋悬浮于盐水中,根据物体沉浮条件知,此时鸡蛋密度等于盐水的密度,即
临门一脚预测练
1.(2020河北模拟)现有一形状不规则的木块,小明同学用图甲、乙、丙所示的方法测出了木块的密度,实验步骤如下:
(1)向容器内倒入适量的水,水的体积记作V1
(2)将木块轻轻放入容器中,液面上升至V2;
(3)用细针将木块按压,使 ,液面上升至V3.
请根据实验数据计算出木块密度ρ= .
【答案】木块完全浸没。.
【解析】由图乙可知,木块处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,甲乙两次容器内液体的差值即排开液体的体积,根据密度公式和重力公式求出排开水的重力,根据阿基米德原理得出等式求出木块的质量,由甲丙可知木块浸没时排开水的体积即为木块的体积,根据密度公式求出木块的密度.
测量密度需要知道质量和体积,故需要知道木块体积,故需要补充:(3)用细针将木块按压,使木块完全浸没,液面上升至V3
由图乙可知,木块处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,F浮=G=mg,
由甲乙可知,木块排开水的体积:V排=V2﹣V1,
由ρ=和G=mg可得,木块排开水的体积:
G排=m排g=ρ水V排g=ρ水(V2﹣V1)g,
由阿基米德原理可得:F浮=G排,即mg=ρ水(V2﹣V1)g,
则木块的质量:m=ρ水(V2﹣V1),
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由甲丙可知,木块的体积:V=V3﹣V1,
木块的密度:ρ==.