第九章　浮力与升力－运用浮力知识测量密度、质量的应用 专题特训2023－2024学年沪粤版物理八年级下册

第九章　浮力与升力 运用浮力知识测量密度、质量的应用 专题特训 沪粤版八年级下 名师点金 利用浮力知识，借助称重法测量下沉物体的密度，或利用其他方法测量漂浮物、悬浮物的密度，实际上都是利用平衡力的知识，结合阿基米德原理测算物质的密度。 训练角度⁠ ⁠ 特殊方法测密度 类型⁠ ⁠ 仅有弹簧测力计（或电子秤）类型 1.秦梅同学自制了简易液体密度测量装置，包括密度为ρ0的球A（密度小于水）、金属块B、弹簧测力计和若干细线。秦梅同学利用该测量装置测量一杯橙汁的密度，设计了如图所示的实验过程： ①用弹簧测力计测出球A的重力为G； ②将球A和金属块B用细线拴好挂在弹簧测力计下，并将金属块B浸没在橙汁中静止，读出弹簧测力计的示数为F1； ③将球A和金属块B都浸没在橙汁中静止（不碰到杯底），读出弹簧测力计的示数为F2。橙汁的密度 ρ橙汁＝ 　ρ0　⁠。 （用ρ0和所测物理量字母表示） ρ0　 根据题意可知，球A的体积VA＝，球A在金属块B的助沉作用下浸没时所受浮力F浮＝F1－F2，且V排＝VA，根据阿基米德原理可得， F浮＝F1－F2＝ρ橙汁××g＝ρ橙汁×， 橙汁的密度ρ橙汁＝ρ0。 【点拨】 2. [新命题视角]小明想用爸爸新买的精度很高的手提式电子秤（既可以测量力，也可以测量质量）对小石块的密度进行测量，步骤如下： ①先将小石块用细线系好，悬挂在电子秤的下端，如图甲所示，待电子秤示数稳定后，读出并记为F1； ②再在小桶里倒入适量的水，悬挂在电子秤的下端，如图乙所示，待电子秤示数稳定后，读出并记为F2； ③再用手提着系着小石块的细线一端，将小石块缓慢地浸没在水中，但要保证石块 　不触碰小桶底部和侧壁　⁠，如图丙所示。待电子秤示数稳定后，读出并记为F3。 完成以上测量后，根据所得实验数据，请你写出石块密度的表达式：ρ石＝ 　　⁠。 （用字母表示） 不触碰小桶底部和侧壁　 　 将小石块缓慢地浸没在悬挂的小桶的水中，但要保证小石块不触碰小桶底部和侧壁，否则测得小石块所受的浮力就不准确了，小石块在水中受到浮力，根据力的作用是相互的，小石块对水有向下的压力，使得电子秤示数增大，则小石块在水中受到的浮力F浮＝F3－F2， 【点拨】 根据阿基米德原理可得，小石块的体积V＝V排＝＝，由图甲可知，小石块的重力G＝F1，则小石块的质量m＝＝，小石块的密度ρ石＝＝＝。 类型⁠ ⁠ 仅有台秤类型 3.[2023·咸阳二模]小美利用实验室中的器材测量了橙子的密度： 步骤一：如图甲所示，用台秤测量容器和水的总质量 为m1； 步骤二：如图乙所示，橙子漂浮在水面上，台秤的示数为m2； 步骤三：如图丙所示，按压橙子使其刚好 　浸没　⁠在水中，台秤的示数为m3。 则橙子的密度ρ橙子＝ 　ρ水　⁠。（用字母表示，已知水的密度为ρ水） 浸没　 ρ水　 由橙子刚好浸没在水中可知橙子的体积等于排开水的体积。 橙子的质量m橙子＝m2－m1，橙子的体积V橙子＝，橙子的密度ρ橙子＝＝＝ρ水。 【点拨】 类型⁠ ⁠ 仅有量筒类型 4.[2023·滨州模拟]小黄利用铝块、细线、量筒和适量的水测量一个形状不规则的小蜡块的密度。如图所示是小京正确测量过程的示意图，图中V0、V1、V2、V3分别是量筒中水面所对应的示数。已知水的密度为ρ水，利用图中测量出的物理量和ρ水计算小蜡块的密度，写出小蜡块密度的表达式：ρ蜡＝ 　ρ水　⁠。 ρ水　 图乙中蜡块漂浮在水面上，所以G＝F浮＝G排，可知蜡块的质量m＝m排＝ρ水（V1－V0）。由图丙、丁知，蜡块的体积V＝V2－V3，则蜡块的密度ρ蜡＝＝ρ水。 【点拨】 5.小明想测量某种液体的密度，由于缺少天平，设计了如下实验： ①在量筒内盛适量的水，记下此时量筒内水面到达的刻度为V1，如图甲所示； ②将一密度较小的物体放在盛水的量筒中，记下此时量筒内水面到达的刻度为V2，如图乙所示； ③在另一量筒内盛适量待测液体，记下此时量筒内液面到达的刻度为V3，如图丙所示； ④将物体从水中拿出，擦干后放入盛有待测液体的量筒中，记下此时量筒内液面到达的刻度为V4，如图丁所示； ⑤待测液体密度的表达式ρ液＝ 　ρ水　⁠。（水的密度用ρ水表示） ρ水　 由图甲和图乙可知，物体排开的水的体积V排水＝V2－V1，根据漂浮条件和阿基米德原理可得物体的重力G＝F浮1＝ρ水gV排水＝ρ水g（V2－V1）；由图丙和图丁可知，物体排开的液体的体积V排液＝V4－V3，根据漂浮条件和阿基米德原理可得物体的重力G＝F浮2＝ρ液gV排液＝ρ液g（V4－V3）， 则ρ液g（V4－V3）＝ρ水g（V2－V1），ρ液＝ρ水。 【点拨】 6.[2023·重庆模拟]物理兴趣小组的小安同学想到，利用阿基米德原理也可以测量小矿石的密度，选用的实验器材有大量筒、小空桶、细线等，实验步骤如下