Question

16．小明設(shè)計了一個測量茶碗的密度探究實驗．實驗步驟及實驗數(shù)據(jù)如圖所示．

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，填寫計算結(jié)果．（g=10N/kg）
（1）碗的體積為30cm³；
（2）碗漂浮時受的浮力為0.8N；
（3）碗的質(zhì)量為80g；
（4）碗的密度為2.7g/cm³．（保留一位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）碗浸沒在水中時排開水的體積等于碗的體積；根據(jù)量筒的讀數(shù)方法，分別讀出水的體積V₁，碗和水的總體積V₃，碗的體積V=V₃-V₁．
（2）碗漂浮在水面上時，根據(jù)量筒的讀數(shù)方法，讀出水及碗所排開水的總體積V₂，碗所排開水的體積V_排=V₂-V₁，利用阿基米德原理求碗漂浮受到的浮力；
（3）碗漂浮在水面上時，碗的重力G_碗=m_碗g=F_浮，據(jù)此求出碗的質(zhì)量；
（4）根據(jù)密度公式求出碗的密度．

解答 解：
（1）由圖甲知，水的體積V₁=200mL，由圖丙知，碗和水的總體積V₃=230mL，碗的體積V=V₃-V₁=230mL-200mL=30mL=30cm³；
（2）由圖乙知，水與碗所排開水的總體積V₂=280mL，碗所排開水的體積V_排=V₂-V₁=280mL-200mL=80mL=80cm³=80×10^-6m³，
受到的浮力F_浮=ρ_水V_排g=1×10³kg/cm³×30×10^-6m³×10N/kg=0.8N；
（3）碗漂浮在水面上時，碗的重力G_碗=m_碗g=F_浮═0.8N，
m_碗=$\frac{0.8N}{10N/kg}$=0.08kg=80g；
（4）碗的密度：
ρ_碗=$\frac{{m}_{碗}}{V}$=$\frac{80g}{30c{m}^{3}}$≈2.7g/cm³；
故答案為：30；0.8；80；2.7．

點評 本題考查了排水法的應(yīng)用、密度公式的應(yīng)用．排水法測體積是阿基米德發(fā)現(xiàn)的，本題重現(xiàn)排水法的歷史淵源，并強化測固體密度的基本方法，是一道好題！