Question

16．小明同學利用實驗室里的彈簧測力計、實心金屬塊、量筒、細線、溢水杯（內(nèi)裝滿某種液體）做了如下實驗：
（1）用彈簧測力計測金屬塊的重為4N．
（2）將金屬快浸沒在盛滿某種液體的溢水杯中，此時彈簧測力計的示數(shù)為3.4N．
（3）用量筒測量出溢出液體的體積為50mL．
請你幫助小明同學完成以下幾個問題．
①金屬塊浸沒在液體中所受到的浮力為多少？
②金屬塊排開液體的質量為多少？
③該液體的密度為多少？
④該金屬塊的密度是多少？

Answer 1

分析 （1）知道金屬塊的重和浸沒時彈簧測力計的示數(shù)，根據(jù)稱重法求出受到的浮力；
（2）根據(jù)阿基米德原理求出金屬塊排開水的重力，根據(jù)G=mg求出排開液體的質量；
（3）知道金屬塊排開液體的體積和排開液體的質量，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$求出液體的密度；
（4）金屬塊溢出水的體積即為金屬塊的體積，根據(jù)G=mg求出金屬塊的質量，利用ρ=$\frac{m}{V}$求出金屬塊的密度．

解答 解：
①金屬塊浸沒在液體中所受到的浮力：F_浮=G-F′=4N-3.4N=0.6N；
②由阿基米德原理可知，金屬塊排開液體的重力：G_排=F_浮=0.6N，
由G=mg可得，金屬塊排開液體的質量：
m_排液=$\frac{{G}_{排}}{g}$=$\frac{0.6N}{10N/kg}$=0.06kg=60g；
③已知排開液體的體積：V_排液=50mL=50cm³，
該液體的密度：
ρ_液=$\frac{{m}_{排液}}{{V}_{排液}}$=$\frac{60g}{50c{m}^{3}}$=1.2g/cm³；
④金屬塊浸沒在液體中，所以金屬塊的體積：V_金=V_排液=50cm³，
金屬塊的質量：
m_金=$\frac{G}{g}$=$\frac{4N}{10N/kg}$=0.4kg=400g，
該金屬塊的密度：
ρ_金=$\frac{{m}_{金}}{{V}_{金}}$=$\frac{400g}{50c{m}^{3}}$=8g/cm³．
答：①金屬塊浸沒在液體中所受到的浮力為0.6N；
②金屬塊排開液體的質量為60g；
③該液體的密度為1.2g/cm³；
④該金屬塊的密度是8g/cm³．

點評 本題考查了稱重法求浮力、阿基米德原理、重力公式、密度公式的應用，要注意物體浸沒時排開水的體積和自身的體積相等，同時注意單位的換算．