《沉浮条件的应用——密度计》巩固练习 - 苏科版八年级下册物理 - 读趣百科

《沉浮条件的应用——密度计》巩固练习

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阅读了教材“自制密度计”的课外小实验后,小叶和小王决定进行一下尝试.

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两人选择了一个由某种特殊材料制成的条形长方体$A$来制作密度计.小王测得$A$的质量为$1.2\times {{10}^{-2}}\text{kg}$,当它漂浮在不同液面上时,所受到的浮力为  $\text{N}$.

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题目答案

$0.12$

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两人选择了一个由某种特殊材料制成的条形长方体$A$来制作密度计,小王测得$A$的质量为$1.2\times {{10}^{-2}}\text{kg}$,即$12\text{g}$,当它漂浮在不同液面上时,根据浮沉条件知,浮力等于重力,所以受到的浮力为:${{F}_{浮}}=G=mg=1.2\times {{10}^{-2}}\text{kg}\times 10\text{N/kg}=0.12\text{N}$.

小叶查阅了相关资料,在得知该材料的密度后,作出了如图甲所示的$\rho -V$图像,则该物质的密度是  $\text{g/c}{{\text{m}}^{3}}$.

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$0.6$

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由图像可知$A$的密度${{\rho}_{A}}=0.6\text{g/c}{{\text{m}}^{3}}=0.6\times {{10}^{3}}\text{kg/}{{\text{m}}^{3}}$.

小王想用理论推导的方法,在$A$上标注出各种密度值.他选择首先标注水的密度.在测量出$A$的长度为$20\text{cm}$后,作出了图乙所示的示意图.经过计算,他确定出水面位置在距$A$上表面$h=$  $\text{cm}$处,并作了标记.

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$8$

答案解析

小王想用理论推导的方法,在$A$上标注出各种密度值.他选择首先标注水的密度在测量出$A$的长度为$20\text{cm}$后,作出了图乙所示的示意图.因为密度计漂浮在液面上,浮力等于重力;

浮力为:${{F}_{浮}}={{\rho}_{水}}g{{V}_{排}}$;

$A$的重为$G={{\rho}_{A}}gV$,

所以得:${{\rho}_{水}}g{{V}_{排}}={{\rho}_{A}}gV$.

设水面下$A$的高度为$h$;$A$的底面积为$S$,

则${{\rho}_{水}}gSh={{\rho}_{A}}gS{{h}_{A}}$,

解得:${h}’=\frac{{{\rho}_{A}}gS{{h}_{A}}}{{{\rho}_{水}}gS}=\frac{{{\rho}_{A}}}{{{\rho}_{水}}}{{h}_{A}}=\frac{0.6\text{g/c}{{\text{m}}^{3}}}{1\text{g/c}{{\text{m}}^{3}}}\times 20\text{cm}=12\text{cm}$,

所以水面位置在距$A$上表面为:

$h={{h}_{A}}-{h}’=20\text{cm}-12\text{cm}=8\text{cm}$.

为了保证实验结果,两人将$A$放入足够多的水中,发现它不容易竖直漂浮.小叶在$A$的下端密绕了适量的金属丝(金属丝体积忽略不计),制成了“密度计” $B$ .小王提醒他,如果这样,$B$的刻度应该与$A$不同了,需要重新标注,他们应该测量的一个物理量是  (甲:$A$的质量 乙:$B$的质量 丙:$A$的底面积 丁:$B$的底面积)

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题目答案

乙:$B$的质量

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根据题意,小叶在$A$的下端密绕了适量的金属丝,制成了“密度计”$B$,因为密度计利用了浮力等于重力的原理,“密度计”$B$的重力增大了,根据阿基德原理可知,$B$在水中下沉的更多一些,所以$B$的刻度应该与$A$不同了,故应该重新测量$B$的质量(或重力)再计算出$h$的高度重新标注刻度.