Question

劉星得到一小塊制作奧運獎牌余下的玉石材料后，立即著手利用家里的彈簧測力計測這種材料的密度（如圖）．請你和劉星一起來完成測量過程．（g取10N/kg）
求：（1）玉石的質(zhì)量；
（2）玉石塊完全浸入水中所受的浮力；
（3）玉石材料的密度．

Answer 1

【答案】分析：（1）先讀出彈簧測力計的示數(shù)，就知道了玉石的重力，然后利用公式G=mg，就可以算出玉石的質(zhì)量；
（2）要求浮力，根據(jù)F_浮=G-F_示，因為玉石此時受到的力有三個：重力、浮力和拉力．重力的大小等于浮力與拉力之和，所以浮力大小就等于重力減去繩子的拉力；
（3）要求密度，需要知道質(zhì)量和體積．質(zhì)量已知，關(guān)鍵是要求體積．因為玉石完全浸入水中，所以V_物=V_排．求V_排可由阿基米德原理F_浮=ρ_液gV_排求出．
解答：解：（1）彈簧測力計的示數(shù)是3.6N，即玉石的重力G=3.6N
玉石的質(zhì)量：m===0.36kg．
（2）玉石完全浸入水中所受的浮力：F_浮=G-F_示=3.6N-2.8N=0.8N．
（3）玉石排開水的體積：V_排===8×10^-5m³
因為完全浸入水中，所以V_物=V_排，
則玉石的密度：ρ===4.5×10³kg/m³
答：（1）玉石的質(zhì)量是0.36kg．
（2）玉石完全浸入水中所受的浮力是0.8N．
（3）玉石的密度是4.5×10³kg/m³．
點評：本題綜合考查了密度知識的應(yīng)用，浮力的計算，浮力知識的應(yīng)用．難點在于求玉石的體積，不能用我們通常計算體積的公式v=去計算（因為玉石的密度是未知的），而是利用浮力知識即阿基米德原理來計算的．