1、题型110利用浮力测密度母题探究典例550下面是张超同学利用量杯和水测量橡皮泥密度的实验过程及分析,请完成下列填空 (1)在量杯中装适量的水,读出水面对应的刻度值Vl; (2)把橡皮泥捏成碗状,小心放入量杯使之漂浮在水面上,读出此时水面对应的刻度值V2,根据 原理可求出橡皮泥的质量; (3)再把橡皮泥团成球放人量杯使之沉入水底,读出此时水面对应的刻度值V3(4)利用密度计算公式可推导出橡皮泥密度的表达式为:= 下图是整个实验的操作情景由图中读数可算出橡皮泥的密度是 kgm3题型攻略 测物体密度的方法很多,常规方法有用天平和量筒测密度,天平测质量、量筒测体积,计算后即可得密度,这类题主要考查天平
2、,量筒的使用方法和读数规则;非常规方法测密度多借助于浮力知识得出物体的质量或体积,只用一种测量工具(弹簧测力计或者量筒),另外还需要知道一种液体的密度,最常用的就是水的密度,进一步计算出物体的密度,这类题有一定的难度举一反三典例551小明自制土密度计并测定盐水的密度, 实验器材:刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水, 实验步骤: 在竹筷的一端缠上适量细铅丝,制成土密度计, 用刻度尺测出竹筷的长度L 把土密度计放入盛水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h1(如图所示) 请将上面实验步骤补充完整并回答下列问题:(水=10g/cm3 ,F浮 =p液gV排) (1)竹筷一端缠上铅丝
3、,是为了 (2)密度计是利用 条件工作的被测液体的密度越大,密度计排开液体的体积 _(填“越小”或“越大”) (3)被测盐水的密度表达式:盐水= (不计铅丝体积)(4)小明计算得出盐水的密度为1.05g/cm3,已知烧杯中盐水的体积为400 cm,盐的密度为2.6gcm3,则盐水中含盐 g(假设盐放入水中溶解后,盐和水的总体积不变)解析:密度计是用来测定液体密度大小的仪器,虽然小明制作的土密度计没有刻度,但其原理与正规密度计是一致的,故我们可以仿照来书写:把土密度计放入盛盐水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h2 (1)下端缠上铅丝是为了使其能够竖直漂浮在液体中 (2)密度计是利用物
4、体漂浮的条件工作的,即F浮=G,又因为F浮=液gV排,故液V排是不变的,则被测液体的密度越大,密度计排开液体的体积就会越小(3)设竹筷的横截面积为S 则当密度计入水中时,有水gS(L-h1)=G; 当密度计放入盐水中时,有盐水gS(L-h2)=G 联立两式解之得盐水=(L-h1) 水/(L-h2) 【答案】 把土密度计放人盛盐水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h2 (1)使竹筷能够竖直漂浮在液体中 (2)漂浮 越小 (3) (L-h1) 水/(L-h2) (4)32.5典例552欣儿手头上有完全相同的1元硬币1 0枚,为了测出其中一枚硬币的密度,她设计了一个小实验,实验器材有空金属
5、筒、量杯和水;主要的实验步骤如下: A将1 0枚硬币全部放入水中,此时量杯中水面处刻度如图所示;B将1 0枚硬币放入金属筒中,让金属筒漂浮在量杯中,记下此时水面处的刻度值为 53 mL; C将空金属筒放入盛有适量水的量杯中,让其漂浮,记下此时水面处的刻度值为22 mL (1)合理的实验顺序是 (只填字母序号); (2)由实验可知硬币的密度= kgm3; (3)实验中,欣儿运用了下列哪些实验方法?(填字母序号) A控制变量法 B转换法C类比法 D累积法 答案l (1) CBA (2) 7. 75 x l03 (3) BD典例55320 1 0年5月7日,在第四届广东省中学物理教师创新实验能力展示
6、交流活动中,来自潮州的黄杰华老师设计了一个“巧妙测出不规则固体密度”的实验该实验的主要步骤如下(取g= 10 N/kg): 将两个已调好零刻度的弹簧测力计悬挂在铁架台下,将一溢水杯和另一空杯用细线拴在测力计下,向溢水杯中加入一定量的水,使水漫过溢水口流入空杯中; 当水不再流出时,读出弹簧测力计的读数G1和G2,如图(a)所示 将一不溶于水的小石块用细线拴住并慢慢放人溢水杯中,此时溢出的水全部流入另一杯中,当水不再流出时,读出弹簧测力计的读数G3和G4; 根据以上数据,通过计算得出小石块密度 (1)上述实验中,他测得G1 =0. 94 N,G2=0.40 N,G3和G4的读数如图(b)所示,则G
7、3= N,G4=_N; (2)实验中,小石块排开水的重力是 N,小石块的体积是_m3; (3)小石块的重力是_N; (4)通过以上数据,他得出小石块的密度是 kgm3; (5)若将小石块换成一个小盐块,其他步骤不变,不考虑弹簧测力计读数的误差,则他测得的盐块的密度p盐与它的真实密度p盐相比p盐 p盐(填“”、“=”或“”)。解析:由G2=0. 40 N可知,弹簧测力计的每个最小格代表0.l N;放入小石块后流入杯子的水重=0.5 N-0.4 N=O.I N小石块的重力=现在溢水杯中水和小石块的重1.1 N+放入小石块后流入杯子的水重0.1 N-原来溢水杯中的水重0.94 N,所以小石块的重力为G=0.26 N,则小石块的质量为26 g小石块的体积 答案 (1) 1. 1 0. 5 (2)0. 1 1 10-5 (3)0.26 (4)2.6x103 (5)4