小明学习了浮力知识后,想利用一弹簧测力计和一铁块制作一个测定液体密度的仪器,如图所示.在以下推导或计算中g取10N/kg

小明学习了浮力知识后,想利用一弹簧测力计和一铁块制作一个测定液体密度的仪器,如图所示.在以下推导或计算中g取10N/kg,铁的密度为7.9×103kg/m3
(1)首先,他称得此铁块的重力为7.9N,则该铁块的体积是______m3;然后,将金属块浸没在待测液体中,设此时弹簧测力计的示数为F,则待测液体的密度表达式为
[7.9N-F1.0×10-4m3×10N/kg
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零沸点 幼苗

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解题思路:(1)知道铁块重G,利用G=mg=ρvg求铁块的体积;
(2)知道金属块浸没液体中弹簧测力计的示数,利用称重法求金属块受到的浮力,再根据阿基米德原理求液体的密度.将F=6.9N代入即可求得该液体的密度.
(3)甲图中F随ρ的增大而增大,乙图中F先随ρ的增大而增大,后不变;丙图中F随ρ的增大而减小;丁图F先随ρ的增大不变,后减小;据此可对四个图象做出判断;
(4)它最大测量范围才7.9×103kg/m3,水银大于铁密度,铁根本没法浸入在水银中.

(1)∵G=mg=ρgV,
∴V=
G/gρ]=
7.9N
10N/kg×7.9×103kg/m3=1×10-4m3
F=G-F=7.9N-F,
ρ=
F浮
gV排=
7.9N-F
1.0×10-4m3×10N/kg,
(2)F=G-F=7.9N-6.9N=1N,
ρ=
F浮
gV排=
1N
1.0×10-4m3×10N/kg=1.0×103kg/m3
(3)根据中ρ=
F浮
gV排=
7.9N-F
1.0×10-4m3×10N/kg可以看出,弹簧测力计的示数F随液体的密度ρ的增大而减小,故初步判断只有丙可选.
(4)水银的密度是水的十几倍,水银大于铁密度,铁根本没法浸入在水银中.所以不能利用该密度计能否测出水银的密度.
故答案为:(1)1×10-4
7.9N-F
1.0×10-4m3×10N/kg;
(2)1.0×103;(3)丙;(4)不能.

点评:
本题考点: 液体密度的测量.

考点点评: 本题考查了二力的平衡条件的应用、阿基米德原理,涉及到称重法测浮力的应用(测液体密度),要求灵活将F浮=G-F和F浮=ρ液V排g结合使用.

1年前

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