如图是在第四届广东省中学物理教师创新实验能力展示交流活动中,来自潮州的黄杰华老师设计的一个“巧妙测出不规则固体密度”的实验装置图,该实验的主要步骤和实验记录如下

如图是在第四届广东省中学物理教师创新实验能力展示交流活动中,来自潮州的黄杰华老师设计的一个“巧妙测出不规则固体密度”的实验装置图,该实验的主要步骤和实验记录如下

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如图是在第四届广东省中学物理教师创新实验能力展示交流活动中,来自潮州的黄杰华老师设计的一个“巧妙测出不规则固体密度”的实验装置图,该实验的主要步骤和实验记录如下:

魔方格

①如图(a)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,使水满过溢水口流入空杯中;
②当水不再流出时,读出弹簧测力计的读数G1=0.94N和G2=0.40N;
③如图(b)将一不溶于水的小石块用细线拴住并慢慢放入溢水杯中,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=1.1N和G4=0.5N;
根据以上数据,取g=10N/kg,ρ=1.0×103kg/m3,请计算:
(1)小石块受到的浮力是多少?
(2)小石块的体积是多少?
(3)小石块的密度是多少?
答案
(1)小石块排开水的重力:
G=0.5N-0.4N=0.1N,
根据阿基米德原理可知,小石块受到的浮力:
F=G=0.1N;
(2)∵小石块完全浸没,
∴根据ρ=
m
V
可得,小石块的体积:
V=V=
m
ρ
=
G
ρg
=
0.1N
1.0×103kg/m3×10N/kg
=10-5m3
(3)∵小石块的重力等于现在溢水杯中水和小石块的重加流入空杯的水重再减去原来溢水杯中的水重,
∴G=G3+G-G1=1.1N+0.1N-0.94N=0.26N,
∵G=mg,
∴m=
G
g
=
0.26N
10N/kg
=0.026kg,
石块的密度:
ρ=
m
V
=
0.026kg
10-5m3
=2.6×103kg/m3
答:(1)小石块受到的浮力是0.1N;
(2)小石块的体积是10-5m3
(3)小石块的密度是2.6×103kg/m3
举一反三
小王为了探究物体在水中不同深度所受浮力的情况,将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的示数F,实验数据如表
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次数12345678
h/cm02468101214
F/N76.565.554.54.5______
把一重6N、体积为8×10-4m3的物体投入水中,若不计水的阻力,当物体静止时,物体将______(选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”),受到的浮力是______N.
如图所示,把一个小球分别放入盛满酒精和水的甲、乙两个溢水杯中,甲杯中溢出酒精质量是0.4kg,乙杯中溢出水的质量是0.45kg,则小球在乙杯中受到的浮力是______N;小球质量是______kg;小球的体积是______m3;小球密度是______kg/m3.(ρ酒精=0.8×103kg/m3魔方格
将同一小石块分别浸没在水和某种液体中,弹簧测力计的示数如图所示,则小石块的密度是 ______kg/m3,,这种液体的密度是 ______kg/m3
(g取10N/kg)魔方格
取一只小塑料袋(重力忽略不计),袋内装满水,用细线把袋口扎紧(要求袋内不留空气),然后用弹簧测力计将它吊起,称出水所受的重力.将这袋水逐渐浸入水中,弹簧测力计读数逐渐变小,表明水袋所受浮力的大小随排开水的体积增大而______.当水袋全部浸没水中时,弹簧测力计的读数为零,说明这时水袋所受浮力等于______.