内容正文:
专题 利用浮力知识测密度
类型一 利用阿基米德原理测密度
1. (2022·鄂州)小华同学学习了浮力和密度的知识后,想知道家里的一个白色金属摆件是用什么材料制成的,他进行了如下实验:(g取10N/kg)
第1题
1
2
3
4
5
(1) 如图所示,用弹簧测力计测出摆件的重力G= 3.2 N。
(2) 将摆件完全浸没在水中(不接触容器底),读出弹簧测力计的读数F=2.9N,则摆件的体积是 3×10-5 m3。
(3) 依据上述数据算出摆件的密度为 10.7 g/cm3(结果保留一位小数)。
3.2
3×10-5
10.7
第1题
1
2
3
4
5
(4) 根据如表所示的几种金属的密度值,在测量误差范围内,小华同学家里的摆件最有可能是用 银 制成的。
金 属 银 钢、铁 铝
密度/(g·cm-3) 10.5 7.9 2.7
(5) 完成上述测量后,小华还想利用弹簧测力计和这个摆件测量某种液体的密度,为此,你认为小华还需进行的实验步骤是 将摆件完全浸没在该种液体中(不接触容器底),读出弹簧测力计的示数F' 。
银
将摆件完
全浸没在该种液体中(不接触容器底),读出弹簧测力计的示数
F'
1
2
3
4
5
2. (2022·南京一模)小明想测量白酒的密度,家中能找到的器材有电子秤、一个小锁头、细线、碗、足量的水(水的密度已知,用ρ水表示)。请你协助小明完成实验:
(1) 在碗中倒入适量白酒,用电子秤测出白酒和碗的质量m1。
(2) 用细线系好小锁头,提着细线的一端,将小锁头 浸没 在白酒中保持静止(小锁头不与碗接触),读出此时电子秤的示数m2;小锁头受到的浮力为 (m2-m1)g 。
(3) 将碗中白酒倒出并 擦干 ,在碗中倒入适量的水,用电子秤测出水和碗的质量m3。
(4) 用细线系好小锁头,提着细线的一端,将小锁头浸没在水中保持静止(锁头不与碗接触),读出此时电子秤的示数m4;白酒的密度表达式: ρ白酒=ρ水 (用测量量和已知量表示)。
浸没
(m2-m1)g
擦干
ρ白酒=ρ水
1
2
3
4
5
5
类型二 利用浮沉条件测密度
3. (2022·泸州)小明在家庭实验室里对一方形物块的密度进行探究。
(1) 他先将物块拿在手中掂量了一下,感觉比较轻;再将物块放入水中,发现能漂浮在水面且不吸水,从而表明了该物块的密度 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度。
小
于
1
2
3
4
5
(2) 他从家庭实验室找来烧杯、量筒、记号笔、足够的水(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)、细针,来测量该物块的密度。其操作步骤如下:
第3题
1
2
3
4
5
① 向烧杯中注入适量的水,将物块放入水中,静止时如图甲所示,用记号笔在烧杯水面处作标记A。
② 用细针将物块全部压入水中,用记号笔在烧杯水面处作标记B,如图乙所示。
③ 从水中取出物块,在量筒中倒入90mL的水。
④ 将量筒中的水缓慢倒入烧杯中至标记A处,如果此时量筒内剩余水的水面如图丙所示,那么量筒内剩余水的体积为 50 mL,由此可计算出该物块的质量为 40 g。
⑤ 继续将量筒内的水倒入烧杯至标记B处,量筒内剩余水的体积为40mL,由此可计算出该物块的密度为 0.8×103 kg/m3。
50
40
0.8×103
1
2
3
4
5
(3) 小明反思其探究过程,在确认读数准确的情况下,从水中取出物块会带出少量水,导致测得物块体积 偏大 ,质量 偏大 。(选填“偏大”“偏小”或“不变”)
偏大
偏大
1
2
3
4
5
4. (2022·苏州模拟)小明利用量筒和一个带胶塞的小瓶,测量矿石的密度。实验过程如图所示:
第4题
1
2
3
4
5
① 用量筒量取适量的水,读出体积为V0。
② 将小瓶放入量筒内,小瓶漂浮在水面上,读出体积为V1。
③ 将适量的矿石放入小瓶中,再将小瓶放入量筒内,小瓶仍漂浮在水面上,读出体积为V2。
④ 将瓶内的矿石全部倒入水中,再将小瓶放入量筒内,读出体积为V3。
1
2
3
4
5
根据以上信息。则:(水的密度记作ρ水)
(1) 小瓶的重力G瓶= ρ水g(V1-V0) 。
(2) 小瓶和矿石的总重力为 ρ水g(V2-V0) 。
(3) 矿石的体积V石= V3-V1 。
(4) 矿石的密度表达式ρ石= ρ水 。
ρ水g(V1-V0)
ρ水g(V2-V0)
V3-V1
ρ水
1
2
3
4
5
(一) 小明又选用了刻度尺和一些一元硬币(以下简称“硬币”),测量某饮料的密度,过程如下:
第5题
(1) 用刻度尺测量出铝筒的高L0。
(2) 在铝筒中放入6枚硬币,将铝筒放入水中