1、1浮力专题:液面升降问题一、判断液面升降方法:比较 V 排的变化物体浸在液体中,若浮力变大, 排 变大,液面 ;若浮力变小,则 排 变小,液面 ;若浮力不变,则 排 不变,液面 。(填“上升”或“下降”或“不变” )1、如图所示,将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力_(填“大于” “小于”或“等于”)乙杯中橡皮泥所受的浮力,杯中水面_2、 (1)如图所示,小船和石块一起漂浮在水中,将石块(或金属块)从船中取出放入水中后,水面 。(2)如图 2 所示,在一较大容器的水面上放一木块,木块上面放一个体积为 1dm3、重 7.84N 的物体,此
2、时木块漂浮如果将物体从木块上拿下并放入水中,当木块和物体都静止时,容器中的水面将( )上升 下降 不变 无法判断3、将冰块分别放在水、盐水和煤油(或酒精)中,冰块完全熔化后,判断液面的变化。1)冰块放在水中,漂浮,熔化后,液面 。2)冰块放在盐水中,漂浮,熔化后,液面 。3)冰块放在煤油(或酒精)中,沉底,熔化后,液面 。4、冰块内包有一个木块漂浮在水面上,冰块熔化后,水面 。5、冰块内包有一个石块(石块密度大于水的密度)漂浮在水面上,冰块熔化后,石块(填浮沉状况) ,则水面 。检测:1 (1)在图中,容器内装有一定量的水,水面上浮有木块甲, 在甲上放有铁块乙,甲与乙之间用细绳相连,当木块翻转
3、,铁块乙没入水中时,则( )A容器内液面高度一定不变 B容器内液面高度一定降低C容器内液面高度一定升高 D容器内液面高度先升高后降低(2)现将绳子剪断,当木块和铁块都静止后,下列分析正确的是( )A铁块沉底,木块漂浮 B水面下降,容器底受到水的压强变小C桌面受到的压力变小 D桌面受到的压强不变2重为 5N 的木块 A,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为 3N,若绳子突然断了,水面 (填“上升”或“下降”或“不变” ) ,最终木块2所受浮力为 ,水对容器底的压力 (填“增加”或“减小” )了 。二、液面升降的定量计算1、容器底面积 S,盛有适量水,柱形木块底面积 S0,放入水中,水面上升h,则
4、木块排开液体的体积 V 排= 。现向容器中加水,水面又升高h1,则木块排开液体的体积 V 排= ,加入水量V 水= 。*若木块被按压又下降 h(水未溢出) ,则水面升高高度h2= 。2、将木块(密度为 ,底面积 S0,高为 h0)立放于容器中(容器底面积 S0) ,向容器中加水(,密度为 水) ,水面高度为 h,木块未浮起,则 V 排= ,加入水量V 水= 。当木块恰好漂浮时,水面高度 h 水= 。练习:1、 1如图所示,不计外壁厚度且足够高的柱形容器置于水平桌面上,容器的底面积为 150cm2现将一边长为 0.1m、质地均匀的正方体物块放在容器底部,当缓慢持续地向容器中注入 400cm3的水
5、时,物块对容器底部的压力恰好为零求:(1)水对容器底部的压强是多少?(2)物块受到水的浮力是多少?(3)再次向容器中缓慢注水,当容器中水的深度达到 12cm 时停止注水,第二次注入水的质量是多少?2一个密度为 0.6103kg/m3的木块,体积为 0.02 m3,用绳子系在底面积为 1000cm2的柱形容器底,使木块完全没入水中,如图所示。求:(1)此时木块所受的浮力是多少?(2)绳子的拉力是多少?(3)剪断绳子,木块静止后,容器底所受压强改变了多少?33如图所示,密度为 0610 3kg/m3,体积为 10-3m3 的正方体木块,用一条质量可忽略不计的细绳,两端分别系在木块底部中心和柱形容器
6、的中心。细绳对木块的最大拉力为 3N,容器内有一定质量的水,木块处于漂浮状态,但细绳仍然松软,对木块没有拉力。求: (1)木块露出水面的体积有多大? (2)向容器内注水(容器容量足够大)直至细绳对木块的拉力达到最大值,在细绳处于断裂后一瞬间,停止注水。此时木块浸入水中的体积多大? (3)细 绳 断 裂 后 , 木 块 再 次 漂 浮 , 若 柱 形 容 器 底 面 积 为 210-2m2,此时容器里的水面与细绳断裂前的瞬间的水面相比,高度变化了多少?容器底部受到的压强变化了多少?(取 g=10Nkg)4如图所示,底面积为 200cm2的容器底部有一固定轻质弹簧,弹簧上方连有一边长为 10cm
7、的正方体木块 A,容器侧面的底部有一个由阀门 B 控制的出水口,当容器中水深为 20cm 时,木块 A 有 的体积浸在水中,此时弹簧恰好处于自然状态,没有发生形变 (不计弹簧受到的浮力,g 取 10N/kg)求:(1)此时容器底部受到的水的压强;(2)木块 A 的密度;(3)向容器内缓慢加水,直至木块 A 刚好完全浸没水中,立即停止加水,弹簧伸长了 3cm,求此时弹簧对木块 A 的作用力 F1是多大?容器底部受到水的压强变化了多少?5 (5 分)如图,将含有一空心铝球的冰块投入平底水槽中,冰块内空心铝球的体积V 铝 =10cm3,当冰块(含空心铝球)悬浮时,排开水的体积 V 排 =45cm3冰
8、全部熔化后,浸没在水中的空心铝球沉入水底,已知冰的密度 冰 =0.9103kg/m3,求:(1)冰块(含空心铝球)在水中悬浮时的重力;(2)空心铝球最终对水槽底部的压力大小6如图所示,底面积为 210(2 米 2的圆柱形平底薄壁水槽放在水平地面上,一装有金属球的小盆漂浮在水槽的水面上,小盆的质量为 1 千克,金属球的质量为 1.6 千克,金属球的体积为 0.210(3 米 3。 若把金属球从盆中拿出并放入水槽中后,小球沉入水底,求4容器对水平地面压强的变化量。 求水对水槽底部的压强变化量。7如图甲所示,一个底面积为 50 cm2的烧杯装有某种液体,把重 2.4N 的小石块放在木块上,静止时液体
9、深 h1;如图乙所示,将小石块放入液体中,液体深 h2=12 cm,石块对杯底的压力 F=1.6N;如图丙所示,取出小石块后(假设没有液体带出), 液体深h3=10cm。求:(1)小石块的密度;(2)液体的密度;(3)h 1的深度 。 (g 取10N/kg) 8.下面是小明自制“浮力秤”的装置图(如图)和使用说明书已知水的密度为 水 ,秤盘中未放物体时浮体的圆柱体侵入水中的深度为h0,请根据上述内容和条件解答:(1)在图中画出未称物体时,浮体在水中沿竖直方向受力的示意图;(2)推倒出被称物体质量 m 与浮体的圆柱体浸入水中深度 h 之间的关系式;(3)求出要使此“浮力秤”能够达到最大称量值,使
10、用前应在外筒中至少加入的水的质量9下图是常见的厕所自动冲水装置原理图,水箱内有质量 m1=0.4kg,体积 V1=310-3m3的浮筒 P,另有一厚度不计,质量 m2=0.2kg,面积 S2=810-3m2的盖板 Q 盖在水箱底部的排水管上,用细线将 P、Q 连接,当供水管上流进水箱的水使浮筒刚好浸没时,盖板 Q 恰好被拉开,水通过排水管流出冲洗厕所,当盖板 Q 恰好被拉开的瞬间,求:(1)浮筒受到的浮力大小。(2)细线对浮筒 P 的拉力大小。 (3)水箱中水的深度。510底面积为 400cm2的圆柱形容器内装有适量的水,将其竖直放在水平桌面上,把边长为 10cm 的正方体木块 A 放入水后,
11、再在木块 A 的上方放一物体 B,物体 B 恰好没入水中,如图(a)所示已知物体 B 的密度为 6103kg/m3质量为 0.6kg (取g10N/kg)求:(1)木块 A 的密度(2)若将 B 放入水中,如图(b)所示,求水对容器底部压强的变化(a) (b) 11如图所示,把甲铁块放在木块上,木块恰好浸没于水中,把乙块系在这个木块下面,木块也恰好浸没水中,已知铁的密度为 7.9103kg/m3求:甲、乙铁块的质量比12一个圆柱形容器放在水平桌面上,如图甲所示,容器中立放着一个均匀实心圆柱体 M。现慢慢向容器中加水,加入的水对容器底的压强 p 水 与所加水的质量 m 的关系如图丙所示,在整个过
12、程中无水溢出,M 的底面始终与容器中的水面平行。当加入的水等于 3kg 时,物体 M 刚好漂浮且露出水面的高度为 4cm,如图乙所示(已知 水=1.010kg/m3) 。求:(1)圆柱体 M 刚好漂浮时容器中水的深度 h;(2)圆柱体 M 的密度 ;6(3)圆柱形容器的内底面积 S。【浮力与密度实验练习】1用图所示的方法可以粗测出橡皮泥的密度请你将李明同学测橡皮泥密度的实验步骤补充完整,并用测得的物理量表示出橡皮泥密度的表达式实验步骤:(1)将适量的水倒入烧杯中,用刻度尺测出烧杯中水的深度 h1(2)将橡皮泥捏成球状后放入烧杯中(如图甲所示) ,用刻度尺测出此时烧杯中水的深度 h2(3) 橡皮
13、泥密度的表达式: 2小红的妈妈有一只翠玉手镯,她想知道手镯的密度。现在只有如下器材:一个水槽和足量的水、细线、刻度尺、一个正方体木块。请你按照下面的实验设计思路,把实验步骤补充完整,并利用测量中的表示符号和水的密度 水 ,写出测量翠玉手镯密度的数学表达式。实验步骤:水槽中装入适量水,将木块放入水槽中,用刻度尺测出木块下表面到水面的距离h1;将手镯放于木块上,如图所示,用刻度尺测出木块下表面到水面的距离 h2; 。翠玉手镯密度的数学表达式:= 。3如图,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
14、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 1.0g cm 3)(1 )竹筷一端缠上铅丝,是为了_7(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_(选填“ 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 1.05gcm 3,已知烧杯中盐水的体积为 400cm3,盐的密度为 2.6gcm 3,则盐水中含盐_g (盐放入水中溶解后,盐和水的总体积不变)参考答案一、判断液面升降上升;下降;不变1、小
15、于 上升 2、下降 C 3、不变 上升 下降 4、不变 5、沉底 下降检测:1、 (1 )A (2)ABD 2、下降 5N 减小 3N二、液面升降的定量计算1、V 排=Sh V 排= Sh V 水=Sh1, h2= 0Sh-2、 V 排= S0h V 水=(S-S 0)h h 水= 0水练习:1 (1)810 2Pa;(2)8N;(3)0.6kg【解析】试题分析:(1)正方体物块的底面积为:S 1=10cm10cm=100 cm2,容器中水的深度是:h=V/S=400cm 3/(150cm 2-100cm2)=8cm,水对容器底部的压强是 p= 水gh=1.0103kg/m310N/kg0.0
16、8m=8102Pa;(2)物块排开水的体积是 V 排 =S1 h=100cm28cm=800cm3,物块受到水的浮力是:F 浮 = 水 V 排 g=1.0103kg/m310N/kg8104 m3=8N;(3)再次注入水的体积是 V 水 =S 容 (h 1h)=150cm 2(12cm8cm)=600cm 3,由=m/V 可得:再次注入水的质量 m= 水 V 水 =1.0103kg/m3600106 m3=0.6 kg。21)此时木块所受的浮力是 200N(2)绳子的拉力是 80N;(3)剪断绳子,木块静止后,容器底所受压强改变了 800Pa。【解析】试题分析:(1)木块所受的浮力;NmkgN
17、mVF 20./10.kg/0.1g 33排水浮 8(2)木块的质量 0.6103kg/m30.02 m3=12kgVm木块受到的重力 G=mg=12kg10N/kg=120N绳子的拉力 F=F 浮 -G=200N-120N=80N;(3)剪断绳子,木块静止后,木块处于漂浮状态,此时受到的浮力 F/浮 =G=120N,此时木块排开水的体积 0.012 m3kg/N 10/kg 123FV水 浮排 木块排开水的体积减少了 0.02 m3-0.012 m3=0.008 m3液面下降的深度为 =0.08mc8102容器底所受压强改变了p=gh=1.010 3kg/m310N/kg0.08m=800P
18、a考点:浮力和压强的计算3解:(1) 木块漂浮,F 浮 =G 木 = 木 gV 木 =0610 3kg/m310 Nkg 10-3m3=6N(1 分)V 排 = = =610-4m3 (1 分)V 露gF水 浮kgmkN/1/3=V 木 V 排 =10-3m3610 -4m3=410-4m3 (1 分)(2 )当 F 拉 =3N 时,F 浮 =G 木 =6N=3N=9N(1 分)V 排 = = =910-4m3(1 分)g水 浮 kgNk/10/93(3 ) 木块再次漂浮,V 排 = V 排 =610-4m3(1 分)V 排 = V 排 V 排 =910-4m3610 -4m3(1 分)由于
19、V 排 V 排 所以水面下降 (1 分)h= = =1510 -2m(1 分)S排23410P= 木 gh=1.010 3kg/m310 Nkg 1510 -2m =150Pa4 (1)此时容器底部受到的水的压强为 2103Pa;(2)木块 A 的密度为 0.4103kg/m3;(3)此时弹簧对木块 A 的作用力 F1是 6N;容器底部受到水的压强变化了 900Pa【解析】9试题分析:(1)容器底部受到水的压强p= 水 gh=1103kg/m310N/kg0.2m=2103Pa; (2)弹簧恰好处于自然状态时没有发生形变F 浮 =G 水 gV 排 = 木 gV 木 木 = 水 =0.4103k
20、g/m3;(3)木块 A 刚好完全浸没水中F1=F 浮 G= 水 gV 木 gV=1103kg/m310N/kg103 m30.410 3kg/m310N/kg103 m3=6N; h= 10cm+3cm=9cm=0.09m;p= 水 gh=110 3kg/m310N/kg0.09m=900Pa考点:液体的压强的计算;物体的浮沉条件及其应用点评:此题考查了学生对液体压强的大小及其计算,密度的计算,浮力的计算等,此题中还有弹簧对木块的拉力,总之,此题比较复杂,稍有疏忽,就可能出错,因此是一道易错题要求同学们审题时要认真、仔细5 (1)0.45N;(2)0.035N【解析】试题分析:(1)冰块(含
21、空心铝球)完全浸没时受到的浮力:F 浮 = 水 gV 排 =1.0103kg/m310N/kg45106 m3=0.45N;由于冰块(含空心铝球)处于悬浮,则冰块(含空心铝球)重力 G=F 浮 =0.45N;(2)冰的体积 V=V 排 V 铝 =45cm310cm 3=35cm3=35106 m3,由 =m/V 和 G=mg 得冰的重力:G=mg= 冰 Vg=0.9103kg/m310N/kg35106 m3=0.315N;空心铝球的重力:G 球=GG 冰 =0.45N0.315N=0.135N;由于空心铝球沉在底部,则受到的浮力:F 浮 = 水 gV 排 = 水 gV 铝 =1.0103kg
22、/m310N/kg10106 m3=0.1N;对水槽底部的压力:F=GF 浮 =0.135N0.1N=0.035N。【考点定位】物体的浮沉条件及其应用;浮力大小的计算18 (1)6cm (2)0.610 3 kg/m3(3)0.1m 2【解析】试题分析:(1)当加入的水 m 水 =3kg 时,p 水 =0.6103Pa,由 p=gh 可得,水的深度 h cmkgNmkgPagP60./1/0.16. 水 水(2)由于物体 M 刚好漂浮且露出水面的高度为 4cm,则物体 M 的高度 H=h+h 露=6cm+4cm=10cm;10由漂浮条件可知:F 浮 =G,即: 水 V 排 g= 物 V 物 g
23、,则 水 Sh 浸 g= 物 SHg,所以 ;物 33/106./106mkkcmHh水浸(3)由于加入的水等于 7kg 与 3kg 时压强分别为 1.0103Pa、0.610 3Pa,得: SGp 21.0/)7PaagNgP(【考点定位】液体压强 浮力 压强计算6p 容 0 ; F 浮 水 g V 排 水 g V 球 1.010 3千克/米 39.8 牛/千克0.210 (3 米 31.96 牛,F 水 G 球 F 浮 1.6 千克9.8 牛/千克1.96 牛13.72 牛,p 水 F 水 /S=13.72 牛/210 (2 米 2=686 帕。【解析】试题分析:金属球从盆中拿出前,容器对
24、水平地面的压力等于容器、容器内的水、小盆和金属球的重力之和,金属球从盆中拿出并放入少水槽后,容器对水平地面的压力也等于容器、容器内的水、小盆和金属球的重力之和,故压力不变,受力面积不变,所以容器对水平地面压强压强不变,变化量p 容 0。 由题意知:前后水对水槽底部的压力变化量的大小等于小球的重力减去小球浸没时受到的浮力。而 F 浮 水 g V 排 水 g V 球 1.010 3kg/m39.8N/kg0.210(3 m31.96N,压力的变化量F 水 G 球 F 浮 1.6kg9.8N/kg1.96N13.72N,压强的变化量p 水 F 水/S=13.72N/210(2 m2=686Pa。考点
25、:压强与浮力的综合计算7 (1)2.410 3kg/m3 (2)0.810 3Kg/m3 (3)16cm【解析】试题分析:(1)由乙、丙图可知V 石 S(h 2h 3)=50 cm 2(12cm-10cm)=100cm 3=10-4 m3 1 分m 石 =G 石 /g=2.4N/10N/kg=0.24kg240g 1 分 石 m 石 /V 石 240g/100cm 3=2.4g/cm3=2.4103kg/m3 1 分(2)乙图时 F 石浮 G 石 F 支 2.4N1.6N0.8N 2 分F 石浮 液 gV 石 0.8N 液 F 石浮 /gV 石 =0.8N/(10N/kg10 -4m3)= 0
26、.810 3Kg/m3 1 分(3)甲图时石块和木块受到的总浮力为:F 浮总 G 石 +G 木乙图时石块和木块受到的总浮力为:F /浮总 G 石 F 支 +G 木则F 浮总 = F 浮总 F /浮总 F 支 1.6N 2 分 液 gSh=1.6Nh=1.6N/( 液 gS)=1.6N/(0.810 3Kg/m310N/kg5010-4m3)=0.04m=4cmh 1= h2+h=12cm+4cm=16cm 1 分考点:密度的计算;浮力大小的计算11点评:本题考查了学生分析获得所给图中信息,利用浮沉条件和密度公式解决问题的能力,要求灵活选用公式,求出液体密度是本题的关键,属于难题。89 (1)3
27、0N;(2)26N;(3)0.3m【解析】试题分析:浮筒浸没时 V 排 =V1=310-3m3浮筒受到水的浮力为:F 浮 = 水 gV 排 =1.0103kg/m310N/kg310-3m3=30N(3 分):对浮筒 P 进行受力分析可知,细线对浮筒的拉力为:F=F 浮 -G1=30N-0.4kg10N/kg=26N(2 分):对盖板进行受力分析可知,当盖板被拉开的瞬间盖板受到水的压力为:F 压 =FG2=26N-0.2kg10N/kg=24N(1 分)此时盖板受到水的压强为:P 2=F 压 /S2=24N/810-3m2=3103pa(1 分)水箱中水的深度为:h=p2/ 水 g=3103p
28、a/1.0103kg/m310N/kg=0.3m(2 分)12考点:浮力大小的计算;力的合成与应用;阿基米德原理点评:本题考查了学生对阿基米德原理、液体压强公式、压强定义式的掌握和运用,能对浮筒和盖板进行受力分析得出相应的关系式是本题的关键10A 物体密度为 0.5103kg/m3液体对容器底压强减少了 125Pa【解析】已知:S400cm 20.04m 2,A 边长a10cm0.1m, B610 3kg/m2,m B0.6kg求:(1)p A;(2)p解 (1)V B 0.110 3 m3m3/106.kg图(a)A、B 共同悬浮:F 浮 AF 浮 BG AG B公式展开: 水 g(V AV
29、 B) 水 gVAm Bg其中 VA(0.1m) 3110 3 m3A AB水水代入数据:A3333m100.6kg1.kg/kg/10A0.5103kg/m3(2)B 放入水中后,A 漂浮,有一部分体积露出水面,造成液面下降A 漂浮:F 浮 AG A水 gVA 排 AgVAVA 排 水 35kg/m10.0.510 3 m3液面下降h SV A排13 0.0125m2330.4m151液面下降p 水 gh1.010 3kg/m310N/kg0.0125m125Pa【答案】甲、乙铁块质量比为 79611.【解析】解 甲在木块上静止:F 浮木G 木G 甲 乙在木块下静止:F 浮木F 浮乙G 水G
30、 乙 不要急于将公式展开而是尽可能简化 F 浮乙G 乙G 甲水 g V 乙 铁 g V 乙 铁 g V 甲先求出甲和乙体积比铁 V 甲( 甲 乙)V 乙乙甲 铁水铁 3/109.7)(mkg 796质量比: 乙甲m 乙铁甲铁 V 乙甲12 (1)6cm (2)0.610 3 kg/m3(3)0.1m 2【解析】试题分析:(1)当加入的水 m 水 =3kg 时,p 水 =0.6103Pa,由 p=gh 可得,水的深度 h cmkgNmkgPagP60./1/0.16. 水 水(2)由于物体 M 刚好漂浮且露出水面的高度为 4cm,则物体 M 的高度 H=h+h 露=6cm+4cm=10cm;由漂
31、浮条件可知:F 浮 =G,即: 水 V 排 g= 物 V 物 g,则 水 Sh 浸 g= 物 SHg,所以 ;物 33/106./106kkcmHh水浸(3)由于加入的水等于 7kg 与 3kg 时压强分别为 1.0103Pa、0.610 3Pa,14得: SGFp 2331.06.01./)7mPaakgNkgPm(【考点定位】液体压强 浮力 压强计算【浮力与密度实验练习】1将橡皮泥捏成小船状,放在烧杯中,橡皮泥漂浮,测出此时水的深度 h3;=【解析】试题分析:设烧杯的底面积是 S,烧杯中倒入水时,用刻度尺测出烧杯中水的深度h1,可以求出水的体积当橡皮泥捏成球形放入烧杯,用刻度尺测出此时烧杯
32、中水的深度 h2,可以求出水和橡皮泥的总体积求出橡皮泥的体积把橡皮泥捏成船状漂浮在水面上,测出此时水的深度 h3,可以求出船状橡皮泥排开水的重力,即船状橡皮泥受到的浮力,船状橡皮泥漂浮在水面上,船状橡皮泥受到的浮力等于橡皮泥的重力,求出橡皮泥的质量知道橡皮泥的质量和体积,求出橡皮泥的密度解:测量橡皮泥的质量:把橡皮泥捏成小船状,放在烧杯中,橡皮泥漂浮,测出此时水的深度 h3,橡皮泥漂浮在水面上受到的浮力等于重力,所以 G=F 浮 = 水 gV 排 ,设烧杯的底面积为 S,船状橡皮泥排开水的体积为:V 排 =S(h 3 h1) ,所以 G=F 浮 = 水 gS(h 3 h1) ,所以橡皮泥的质量
33、为:m= = 水 S(h 3 h1) ,橡皮泥的体积:设烧杯的底面积是 S,烧杯中倒入水时,用刻度尺测出烧杯中水的深度 h1当橡皮泥捏成球形放入烧杯,用刻度尺测出此时烧杯中水的深度 h2橡皮泥的体积为:V=S(h 2 h1) ,橡皮泥的密度:= = 故答案为:将橡皮泥捏成小船状,放在烧杯中,橡皮泥漂浮,测出此时水的深度h3;= 【点评】利用漂浮条件和阿基米德原理和漂浮条件测量橡皮泥的质量,这是本题的关键,由于烧杯的横截面积比较大,测量的体积和质量都不太准确,此方法只能粗略测15量2. 【解析】试题分析:要测量手镯的密度需要测量手镯的质量和体积,根据密度公式求出手镯的密度本题中既没有测力或质量的
34、大小的工具,也没有直接测体积的工具,只有一把测长度的刻度尺。所以本题的关键器材是正方体的木块。因为木块是漂浮的,所以可以利用浮力的知识解决问题。木块漂浮在水面上,木块受到的浮力等于木块的重力;手镯放在木块上也是漂浮的,总体浮力等于总体的重力这样就可求出手镯的重力,求出手镯的质量手镯在木块上面和在木块下面,总重相同,总体漂浮在水面上,浮力相同,排开水的体积相同,根据排开水的体积相同,求出手镯的体积。具体操作方法是:(如下图所示)水槽中装入适量水,将 木 块 放 入 水 槽 中 , 用 刻 度 尺 测 出 它 的 下 表 面 到 水 面 的 距 1离 h1, 如 图 甲 ; 将 手 镯 放 在 木
35、 块 上 , 用 刻 度 尺 测 出 木 块 的 下 表 面 到 水 面 的 距 离 h2, 如 图乙 ; 用 细 线 将 手 镯 系 在 木 块 下 方 , 然 后 放 入 水 中 , 用 刻 度 尺 测 出 木 块 的 下 表 面 到水 面 的 距 离 h3, 如 图 丙 设 木 块 的 底 面 积 为 S。 如 图 甲 , 木 块 漂 浮 在 水 面 上 :G 木 =F 浮 = 水 gV 排 = 水 gSh1, G 木 = 水 gSh1-如 图 乙 , 手 镯 放 在 木 块 上 , 手 镯 和 木 块 还 是 漂 浮 在 水 面 上 :G 手 +G 木 =F浮 = 水 gV排 = 水
36、gSh2, - , - 得 , 手 镯 的 重 力 : G 手 = 水 gS( h2-h1) ,手 镯 的 质 量 : m 手 = 水 S( h2-h1) ,如 图 丙 , 手 镯 吊 在 木 块 的 下 端 , 手 镯 和 木 块 仍 然 漂 浮 在 水 面 上 :G 手 +G 木 =F浮 = 水 gV排 = 水 g( Sh3+V 手 ) ,图 乙 和 图 丙 中 浮 力 的 大 小 是 不 变 的 。 所 以 , 水 gSh2= 水 g( Sh3+V 手 ) ,所 以 , 手 镯 的 体 积 为 : V 手 =S( h2-h3) ,16手 镯 的 密 度 : 212133)ShhmV水 水
37、(考点:固体的密度测量实验;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用。3 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 )使竹筷能够竖直漂浮在液体中(2 )漂浮 越小(3 ) 12Lh水(4 ) 32.5【解析】 (1)在竹筷下缠上铅丝,竹筷重心降低,能使竹筷竖直漂浮在液体中(2 )密度计是利用物体漂浮条件制成的;由于 F 浮 液 gV 排 ,且 F 浮 不变,故液体密度越大,密度计排开液体的体积越小(3 )因为在两种液体中密度计始终是漂浮的,浮力都等于密度计的重力,所以:F 浮1F 浮 2 水 gV 排 1 盐水 gV 排 2 水 g(L h 1) S 盐水 g(Lh 2)S 水 (Lh 1) 盐水 (Lh 2)2盐 水 水(4 ) m 总 盐水 V 总 1.05g cm 3400cm3420gV 水 V 盐 V 总m 水 m 盐 m 总水 盐 总盐水代入数据,解得 m 盐 32.5g