Question

如圖是在第四屆廣東省中學(xué)物理教師創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰φ故窘涣骰顒?dòng)中，來(lái)自潮州的黃杰華老師設(shè)計(jì)的一個(gè)“巧妙測(cè)出不規(guī)則固體密度”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，該實(shí)驗(yàn)的主要步驟和實(shí)驗(yàn)記錄如下：

①如圖（a）將兩個(gè)已調(diào)好零刻度的彈簧測(cè)力計(jì)懸掛在鐵架臺(tái)下，將一溢水杯和另一空杯用細(xì)線拴在測(cè)力計(jì)下，向溢水杯中加入一定量的水，使水滿過(guò)溢水口流入空杯中；
②當(dāng)水不再流出時(shí)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)G₁=0.94N和G₂=0.40N；
③如圖（b）將一不溶于水的小石塊用細(xì)線拴住并慢慢放入溢水杯中，此時(shí)溢出的水全部流入另一杯中，當(dāng)水不再流出時(shí)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)G₃=1.1N和G₄=0.5N；
根據(jù)以上數(shù)據(jù)，取g=10N/kg，ρ_水=1.0×10³kg/m³，請(qǐng)計(jì)算：
（1）小石塊受到的浮力是多少？
（2）小石塊的體積是多少？
（3）小石塊的密度是多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）小石塊排開水的重力等于右側(cè)小杯增加的重力，根據(jù)阿基米德原理求出小石塊受到的浮力；
（2）知道小石塊排開水的重力，根據(jù)G=mg求出排開水的質(zhì)量，根據(jù)ρ=求出排開水的體積，即為小石塊的體積；
（3）小石塊的重力等于現(xiàn)在溢水杯中水和小石塊的重加流入空杯的水重再減去原來(lái)溢水杯中的水重，知道小石塊的重力求出小石塊的質(zhì)量，知道小石塊的質(zhì)量和體積，根據(jù)密度公式求出小石塊的密度．
解答：解：（1）小石塊排開水的重力：
G_排=0.5N-0.4N=0.1N，
根據(jù)阿基米德原理可知，小石塊受到的浮力：
F_浮=G_排=0.1N；
（2）∵小石塊完全浸沒，
∴根據(jù)ρ=可得，小石塊的體積：
V=V_排====10^-5m³；
（3）∵小石塊的重力等于現(xiàn)在溢水杯中水和小石塊的重加流入空杯的水重再減去原來(lái)溢水杯中的水重，
∴G_石=G₃+G_排-G₁=1.1N+0.1N-0.94N=0.26N，
∵G=mg，
∴m_石===0.026kg，
石塊的密度：
ρ_石===2.6×10³kg/m³．
答：（1）小石塊受到的浮力是0.1N；
（2）小石塊的體積是10^-5m³；
（3）小石塊的密度是2.6×10³kg/m³．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了石塊密度的計(jì)算，涉及到阿基米德原理、密度公式、重力公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道小石塊的重力等于現(xiàn)在溢水杯中水和小石塊的重加流入空杯的水重再減去原來(lái)溢水杯中的水重．