3.4物体浮沉条件及其应用（有答案）

专题训练---利用浮力知识测量物质的密度
类型一　称重法测量物质的密度
1.为了测量一小块矿石的密度,小丽利用一个弹簧测力计、水和一段细线进行了如下实验:
(1)将小矿石挂在弹簧测力计下(如图甲所示),当小矿石　　　　时,读出测力计示数为4.9 N。
(2)将小矿石　　　　在水中,读出弹簧测力计的示数F(如图乙所示),则F=　　　　N。
(3)小矿石所受的浮力为F浮=　　　　N。
(4)小矿石的密度为ρ=　　　　g/cm3。
2.小明用弹簧测力计、圆柱体、几个相同的烧杯(分别装有一定量的水和盐水)测量了盐水的密度,其装置和弹簧测力计的示数如图所示。(g取10 N/kg)
(1)由图甲和图乙可知,圆柱体浸没在水中时所受的 浮力是　　　　　N,圆柱体的体积是
　　　　m3。
(2)利用图示实验数据计算出盐水的密度是ρ盐水=　　　　　　kg/m3。
类型二　漂浮、悬浮法测量物质的密度
3.小红同学要用刻度尺、圆柱形玻璃筒和适量的水测量硫酸铜溶液的密度。以下是小红设计的实验步骤,请你按照她的实验思路,将实验步骤补充完整。
(1)她找到一根均匀的细木条,在细木条一端绕了几圈金属丝,用刻度尺测量出细木条的长度为L,并记录在表格中。
(2)把细木条放在水中竖直漂浮,用刻度尺测出细木条露出水面部分的长度为L1,并记录在表格中。
(3) , 并记录在表格中。
(4)已知水的密度为ρ水,利用测量出的物理量和ρ水计算出硫酸铜溶液的密度ρ=　 ,并将计算结果记录在表格中。
4.以下是张超同学利用量筒和水测量橡皮泥密度的实验过程及分析,图是整个实验的操作情景,请完成下列填空。
(1)在量筒中装适量的水,读出水面对应的刻度值V1=　　　　。
(2)把橡皮泥捏成碗状,小心放入量筒使之漂浮在水面上,读出此时水面对应的刻度值V2,根据漂浮条件可求出橡皮泥的质量m=　　　　。
(3)再把橡皮泥团成球放入量筒使之沉入水底,读出此时水面对应的刻度值V3。
(4)利用密度计算公式可计算出橡皮泥的密度为　　　　kg/m3。
5.现有一形状不规则的木块(不吸水),小明同学用如图甲、乙、丙所示的方法测出了木块的密度,实验步骤如下:
(1)向容器内倒入适量的水,水的体积记作V1。
(2)将木块轻轻放入容器中,液面上升至V2。
(3)用细针按压木块,使　 ,液面上升至V3。
(4)根据实验数据计算可得木块密度ρ=　　　　。(用测量量符号表示)
教师详解详析
1.(1)静止　(2)浸没　2.9　(3)2　(4)2.45
[解析] (1)当小矿石静止时,小矿石受到平衡力的作用,此时弹簧测力计的示数等于小矿石重力的大小。(3)当小矿石浸没在水中时,小矿石受到的浮力等于小矿石的重力和弹簧测力计的示数之差,小矿石受到的浮力:F浮=G-F=4.9 N-2.9 N=2 N。(4)小矿石的体积:V矿=
V排=,小矿石的密度:ρ矿======2.45×103 kg/m3=
2.45 g/cm3。
2.(1)4　4×10-4　
(2)1.1×103
[解析] (1)由图甲、乙可知,圆柱体浸没在水中时受到的浮力:F浮水=G-F=5 N-1 N=4 N。
由F浮=ρ液gV排得,圆柱体的体积:
V=V排===4×10-4 m3。
(2)由图甲、丙可知,圆柱体浸没在盐水中所受浮力:F浮盐水=G-F'=5 N-0.6 N=4.4 N。
由F浮=ρ液gV排得,盐水的密度:
ρ盐水===1.1×103 kg/m3。
3.(3)把细木条放在硫酸铜溶液中使其竖直漂浮,用刻度尺测出细木条露出液面部分的长度为L2
(4)ρ水
[解析] (4)根据漂浮条件,细木条在水和硫酸铜溶液中受到的浮力相等,即ρgS(L-L2)=ρ水gS(L-L1),解得,ρ=ρ水。
4.(1)50 mL　(2)14 g　
(4)1.75×103
[解析] (1)量筒每一个大格代表10 mL,每一个小格代表2 mL,橡皮泥放入之前水面对应的刻度值V1=50 mL。
(2)橡皮泥漂浮在水面上时,水面对应的刻度值V2=64 mL,橡皮泥排开水的体积为V'=V2-V1=64 mL-50 mL=14 mL=14 cm3,橡皮泥漂浮在水面上,受到的重力等于排开水的重力,所以橡皮泥的质量等于排开水的质量,故m=m排水=ρ水V'=1.0 g/cm3×14 cm3=14 g。
(4)把橡皮泥团成球浸没在水中,水面对应的刻度值为V3=58 mL,
橡皮泥的体积为V=V3-V1=58 mL-50 mL=8 mL=8 cm3,
所以橡皮泥的密度为
ρ===1.75 g/cm3=1.75×103 kg/m3。
5.(3)木块浸没在水中　
(4)ρ水