第九章浮力之利用浮力测密度专题 2023-2024学年沪科版八年级全一册

第九章　浮　力 专项提升五　 利用浮力测密度 第9章 角度1 利用称重法测密度 1.[2023·吉林]在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，用密封透明的瓶子（质量和厚度不计，装有适量酸奶）替代原实验中的物体，如图甲所示。 （1）将瓶子浸没在水中，如图乙所示，此时瓶子受到的浮力为 　4.5　⁠N。 4.5　 （2）继续向上提升弹簧测力计，当酸奶液面与水面相平时，弹簧测力计的示数如图丙所示。由以上数据可以得出结论：在液体密度一定时，浮力大小与 　物体排开液体的体积　⁠有关。 （3）通过这个实验还可以计算出酸奶的密度ρ＝ 　1.2×103　⁠kg/m3。（g取10 N/kg） 物体排开液体的 体积　 1.2×103　 【点拨】 （1）由题图甲可知，G＝4.8 N，将瓶子浸没在水中，由称重法可知，瓶子受到的浮力F浮乙＝G－F乙＝4.8 N－0.3 N＝4.5 N。（3）酸奶的质量m酸奶＝＝＝0.48 kg；题图丙中，弹簧测力计的示数为0.8 N，根据称重法测浮力，瓶子受到的浮力F浮丙＝G－F丙＝4.8 N－0.8 N＝4 N； 瓶子排开水的体积V排＝＝＝4×10－4 m3；由于瓶子的质量和厚度不计，酸奶液面与水面相平时，酸奶的体积等于瓶子排开水的体积，即V酸奶＝V排＝4×10－4 m3；酸奶的密度ρ酸奶＝＝＝1.2×103 kg/m3。 2.如图所示，用量程为0～5 N的弹簧测力计，测量未知液体的密度。由图中读数可知，物块浸没于水中受到的浮力是 　2　⁠N，未知液体的密度为 　1.2　⁠g/cm3。将图中弹簧测力计刻度用密度值标注，制成弹簧密度计，物块浸没在待测液体中，可直接读得待测液体密度值，则此密度计的测量范围是 　0～2 g/ ⁠。（ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg） 2　 1.2　 0～2 g/cm3　 【点拨】 由题图甲可知，物块受到的重G＝4 N；由题图甲、乙可知，物块受到水的浮力F浮水＝G－F示乙＝4 N－2 N＝2 N。 由公式F浮＝ρ液gV排得，排开水的体积为V排水＝＝＝2×10－4 m3， 同一物块浸没在液体中时，V排液＝V排水＝2×10－4 m3， 由题图甲、丙可知，物块浸没在未知液体中受到的浮力F浮液＝G－F示丙＝4 N－1.6 N＝2.4 N。 由公式F浮＝ρ液gV排得，未知液体的密度ρ液＝＝＝1.2×103 kg/m3＝1.2 g/cm3； 当弹簧测力计的示数F小＝0时，物块浸没在液体中受到的最大浮力F浮大＝G－F小＝4 N－0 N＝4 N， 由公式F浮＝ρ液gV排得，待测液体的最大密度ρ液大＝＝＝2×103 kg/m3＝2 g/cm3； 当物块还没有浸入液体中时，弹簧测力计的示数为F示＝G＝4 N，此时所测液体的密度ρ液小＝0 g/cm3。 故此密度计的测量范围是0～2 g/cm3。 角度2 利用漂浮条件测密度 3. [设计实验能力][2022·南京模拟]某实验小组用天平和刻度尺分别测出了质地均匀的正方体蜡块和盐水的密度。 （1）用天平测蜡块的质量前，发现右盘高，应将平衡螺母向 　右　⁠（填“左”或“右”）调，使天平平衡；然后将蜡块放在左盘，在右盘增减砝码并移动游码，使天平再次平衡，天平平衡时，砝码及游码位置如图甲所示，则蜡块的质量为 　7.2　⁠g。 右　 7.2　 【点拨】 蜡块的质量m＝5 g＋2.2 g＝7.2 g。 （2）用细针使蜡块浸没在装满水的溢水杯中，再用天平称得溢出水的质量为8 g，则蜡块的体积是 　8　⁠cm3，蜡块的密度ρ蜡＝ 　0.9×103　⁠kg/m3。（ρ水＝1 g/cm3） 【点拨】 蜡块体积V＝V排水＝＝＝8 cm3， 所以蜡块的密度ρ蜡＝＝＝0.9 g/cm3＝0.9×103 kg/m3。 8　 0.9×103　 （3）测量盐水密度的步骤： a.用刻度尺测出正方体蜡块的棱长h1； b.如图乙所示，蜡块漂浮在盐水中，再用刻度尺测出蜡块露出液面的高度h2。 ①盐水密度的表达式为ρ盐水＝ 　　⁠（用h1、h2和ρ蜡表示）。 ②在步骤b中，不小心将少许水沾在蜡块上表面，测得盐水密度为ρ盐水'，则ρ盐水' 　＜　⁠（填“＞”“＝”或“＜”）ρ盐水。 　 ＜　 【点拨】 ①蜡块在盐水中漂浮，所以F浮＝G＝mg＝ρ蜡g，蜡块为正方体，由题图可知V排＝（h1－h2）， 由F浮＝ρ液gV排可得，盐水的密度为 ρ盐水＝＝＝。 ②在步骤b中，不小心将少许水沾在蜡块上表面，使得蜡块的质量偏大，蜡块露出液面的高度h2变小，由ρ盐水＝知，所测得盐水密度ρ盐水'偏小，即ρ盐水'＜ρ盐水。 4. [分析推理能力]受“曹冲称象”的启发，小凡在家利用量筒、碗、水盆和足量的水（密度为ρ水）、油性笔等，测量小