第十章浮力重难点突破专题训练(利用浮力知识测量物质的密度)

第十章浮力重难点突破专题训练
利用浮力知识测量物质的密度
班级:___________姓名：___________分数：___________
类型一称重法测量物质的密度
1．为了测量一小块矿石的密度，小丽利用一个弹簧测力计、水和一段细线进行了如下实验：
图10－1
(1)将小矿石挂在弹簧测力计下(如图10－1甲所示)，当小矿石________时，读出测力计示数为4.9 N。

(2)将小矿石________在水中，读出弹簧测力计的示数F(如图乙所示)，则F＝________N。

(3)小矿石所受的浮力为F浮＝________N。

(4)小矿石的密度为ρ＝________g/cm3。

2．小明用弹簧测力计、圆柱体、几个相同的烧杯(分别装有一定量的水和盐水)测量了盐水的密度，其装置和弹簧测力计的示数如图10－2所示。

(g取10 N/kg)
图10－2
(1)由图甲和图乙可知，圆柱体浸没在水中时受到的浮力是________N，圆柱体的体积是________m3。

(2)利用图示实验数据计算出盐水的密度是ρ盐水＝________kg/m3。

类型二漂浮、悬浮法测量物质的密度
3．小红同学要用刻度尺、圆柱形玻璃筒和适量的水测量硫酸铜溶液的密度。

以下是小红设计的实验步骤，请你按照她的实验思路，将实验步骤补充完整。

(1)她找到一根均匀的细木条，在细木条一端绕了几圈金属丝，用刻度尺测量出细木条的长度
为L，并记录在表格中。

(2)把细木条放在水中竖直漂浮，用刻度尺测出细木条露出水面部分的长度为L1，并记录在表格中。

(3)________________________________________________________________，并记录在表格中。

(4)已知水的密度为ρ水，利用测量出的物理量和ρ水计算出硫酸铜溶液的密度ρ＝____________，并将计算结果记录在表格中。

4．下面是张超同学利用量筒和水测量橡皮泥密度的实验过程及分析，图10－3是整个实验的操作情景，请完成下列填空。

图10－3
(1)在量筒中装适量的水，读出水面对应的刻度值V1＝________。

(2)把橡皮泥捏成碗状，小心放入量筒使之漂浮在水面上，读出此时水面对应的刻度值V2，根据漂浮条件可求出橡皮泥的质量m＝________。

(3)再把橡皮泥团成球放入量筒使之沉入水底，读出此时水面对应的刻度值V3。

(4)利用密度计算公式可计算出橡皮泥的密度为____________kg/m3。

5．现有一形状不规则的木块(不吸水)，小明同学用如图10－4甲、乙、丙所示的方法测出了木块的密度，实验步骤如下：
图10－4
(1)向容器内倒入适量的水，水的体积记作V1。

(2)将木块轻轻放入容器中，液面上升至V2。

(3)用细针按压木块，使____________________，液面上升至V3。

(4)根据实验数据计算可得木块密度ρ＝________。

(用物理量符号表示)
第十章浮力重难点突破专题训练
利用浮力知识测量物质的密度
答案与解析
1．(1)静止 (2)浸没 2.9 (3)2 (4)2.45
[解析] (1)当小矿石静止时，小矿石受到平衡力的作用，此时弹簧测力计的示数等于小矿石重力的大小。

(2)当小矿石浸没在水中时，小矿石受到的浮力等于小矿石的重力和弹簧测力计的示数之差，此时弹簧测力计的示数是2.9 N 。

(3)小矿石受到的浮力：F 浮＝G －F ＝4.9 N －2.9 N ＝2 N 。

(4)小矿石的体积：V 矿＝V 排＝F 浮ρ水g
， 小矿石的密度：ρ矿＝m V 矿＝G V 矿g ＝G F 浮ρ水g
·g ＝G ·ρ水F 浮＝4.9 N ×1.0×103 kg/m 32 N ＝2.45×103 kg/m 3＝2.45 g/cm 3。

2．(1)4 4×10－
4 (2)1.1×103 [解析] (1)由图甲、乙可知，圆柱体浸没在水中时受到的浮力：F 浮水＝G －F ＝
5 N －1 N ＝4 N 。

由F 浮水＝ρ水V 排g 得，圆柱体的体积：
V ＝V 排＝F 浮水ρ水g ＝ 4 N 1.0×103 kg/m 3×10 N/kg
＝4×10－4 m 3。

(4)由图甲、丙可知，圆柱体浸没在盐水中所受浮力：F 浮盐水＝G －F ′＝5 N －0.6 N ＝4.4 N 。

根据阿基米德原理，F 浮盐水＝ρ盐水V 排g ，则盐水的密度：
ρ盐水＝F 浮盐水gV 排＝ 4.4 N 10 N/kg ×4×10－4 m 3＝1.1×103 kg/m 3。

3．(3)把细木条放在硫酸铜溶液中竖直漂浮，用刻度尺测出细木条露出水面部分的长度为L 2 (4)L －L 1L －L 2
ρ水 [解析] (4)根据漂浮条件，细木条在水和硫酸铜溶液中受到的浮力相等，即ρgS (L －L 2)＝ρ水gS (L －L 1)，
解得：ρ＝L －L 1L －L 2
ρ水。

4．(1)50 mL (2)14 g (4)1.75×103
[解析] (1)量筒每一个大格代表10 mL ，每一个小格代表2 mL ，橡皮泥放入之前水面对应的
刻度值V 1＝50 mL 。

(2)橡皮泥漂浮在水面上时，水面对应的刻度值V 2＝64 mL ，橡皮泥排开水的体积为V ′＝V 2－V 1＝64 mL －50 mL ＝14 mL ＝14 cm 3，橡皮泥漂浮在水面上，受到的重力等于排开水的重力，所以橡皮泥的质量等于排开水的质量，故m ＝m 排水＝14 g 。

(3)把橡皮泥团成球浸没在水中，水面对应的刻度值为V 3＝58 mL 。

橡皮泥的体积为V ＝V 3－V 1＝58 mL －50 mL ＝8 mL ＝8 cm 3，
所以橡皮泥的密度为ρ＝m V ＝14 g 8 cm 3＝1.75 g/cm 3＝1.75×103 kg/m 3。

5．(3)木块浸没在水中 (4)V 2－V 1V 3－V 1
ρ水。