Question

18．小明利用手邊僅有的一個有刻度的容器，設(shè)計了一個測量碗的密度的探究實驗．實驗步驟及實驗數(shù)據(jù)如圖所示．請根據(jù)實驗過程回答下列問題：

（1）由圖甲和圖丙可得碗的體積是30cm³
（2）圖乙中，碗的重力G和所受的浮力F_浮的關(guān)系是G=F_浮（選填“＞”、“＜”或“=”）
（3）由圖甲和圖乙可得碗排開的水的體積是60ml，由此可計算出受到的浮力是0.6N
（4）碗的密度是2×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）由圖甲知，水的體積V₁；由圖丙知，碗和水的總體積V₃，碗的體積V_碗=V₃-V₁；
（2）由圖乙知，碗漂浮在水面上時，碗受到的浮力等于碗的重力；
（3）由圖甲和圖乙可得碗排開的水的體積，利用阿基米德原理求碗受到的浮力；
（4）在圖乙中，碗漂浮在水面上時，可求碗的重力，利用G=mg求其質(zhì)量，再利用密度公式求碗的密度．

解答 解：
（1）由圖甲知，水的體積V₁=500mL，由圖丙知，碗和水的總體積V₃=530mL，
所以碗的體積：V_碗=V₃-V₁=530mL-500mL=30mL=30cm³；
（2）由圖乙知，碗漂浮在水面上時，碗受到的浮力F_浮=G；
（3）由圖甲和圖乙可得碗排開的水的體積：
V_排=V₂-V₁=560mL-500mL=60mL=60cm³=60×10^-6m³，
碗受到的浮力：
F_浮=G_排=ρ_水V_排g=1.0×10³kg/m³×60×10^-6m³×10N/kg=0.6N；
（4）在圖乙中，碗漂浮在水面上時，
所以，G_碗=F_浮=0.6N，
碗的質(zhì)量：
m_碗=$\frac{{G}_{碗}}{g}$=$\frac{0.6N}{10N/kg}$=0.06kg=60g，
碗的密度：
ρ_碗=$\frac{{m}_{碗}}{{V}_{碗}}$=$\frac{60g}{30c{m}^{3}}$=2g/cm³=2×10³kg/m³．
故答案為：（1）30；（2）=；（3）60；0.6；（4）2×10³．

點評 排水法測體積是阿基米德發(fā)現(xiàn)的，本題重現(xiàn)排水法的歷史淵源，并強化測固體密度的基本方法，是一道好題．