在课外小组活动中,小刚将一挂在弹簧测力计下的不规则的石块分别浸没在水和盐水中,弹簧测力计的示数如图所示.求:
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解题思路:(1)在空气中称石块重,从甲图读出弹簧测力计的示数(石块重),从乙图读出石块全浸入水中弹簧测力计的示数,利用称重法可求出石块受到的浮力;

(2)利用阿基米德原理求石块的体积,最后利用密度公式即可求出石块的密度;

(3)利用称重法求出石块受到盐水的浮力,再利用阿基米德原理求盐水的密度.

(4)浸没水中后,测力计的示数改变了△F=2N,也就是说圆柱体受到的浮力为2N;根据公式Fgv也就知道了排开液体的体积;从而知道了圆柱体的体积;又知道圆柱形容器的底面积,可以求出圆柱体浸没后水面上升的高度,再利用公式p=ρg△h求水对容器底部的压强增大值.

(1)由甲图可知,石块的重力为4N;

由甲乙两图得:石块在水中所受到的浮力:

F=G-F=4N-3N=1N;

石块浸没在水中所受到的浮力F=1N,

(2)∵FVg,

∴石块的体积:

V=V=

F浮

ρ水g=[1N

1.0×103kg/m3×10N/kg=1×10-4m3

则石块的密度:ρ=

m石/V]=

G

g

V=

4N

10N/kg

1×10−4m3=4×103kg/m3

(3)由甲丙两图可知,石块受到盐水的浮力:

F′=4N-2.9N=1.1N,

∵F′=ρ盐水vg,

∴ρ盐水=

F浮′

V排g=

1.1N

1×10−4m3×10N/kg=1.1×103kg/m3

(4)∵弹簧测力计示数改变了2N,

则圆柱体受到水的浮力:F=△F=2N,

∵圆柱体浸没于水中,根据FgV

∴圆柱体排开水的体积:

V=

F浮

ρ水g=

2N

1.0×103kg/m3×10N/kg=2×10-4m3

将圆柱体浸没于水中后,容器内水面上升的高度h:

△h=

V排

S2=

2×10−4m3

40×10−4m2=0.05m;

水对容器底部的压强增大值:

△p=ρg△h=1×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa.

答:(1)石块在水中所受到的浮力为1N.

(2)石块的密度为4×103kg/m3

(3)盐水的密度为1.1×103kg/m3

(4)容器底部对水平桌面的压强改变了500Pa.

点评:

本题考点: 阿基米德原理;设计实验测密度.

考点点评: 本题考查学生对阿基米德原理、称重法测浮力的掌握和运用.关键是公式及其变形的灵活运用,还要注意单位的换算.本题考查了液体压强的计算、阿基米德原理、称重法测量圆柱体受到的浮力,求出水面升高值是本题的突破点.

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