4 跨学科实践:密度应用交流会
1.可监测环境、选择材料。
2.可鉴别物质。
3.可计算某些不能直接测量的物体的质量、体积或长度、厚度。
4.可判定物体是实心还是空心。
类型之一 计算密度,鉴别物质
小乐在长白山天池游玩期间,拾到了一种能浮在水上的石头,这种石头有许多小气孔,当地人把它称为“浮石”。小乐对此非常感兴趣,对它展开了研究。
小乐用实验来测定此“浮石”的密度,步骤如下:
a.调节天平至平衡;
b.第1次称量“浮石”,其质量如图甲所示;
c.在量筒中倒入60mL的水,将绑有细线的“浮石”用细铁丝压入水中足够长时间,水面到达68mL;
d.将“浮石”从量筒中取出,擦干表面并再次称量“浮石”,其质量为13.6g。
请回答下列问题:
(1)在调节天平的平衡时,指针位置如图乙所示,则应将左侧的平衡螺母向 (填“左”或“右”)方向移。
(2)第1次称量“浮石”的质量为 ,两次称量“浮石”质量不同,原因是 。
(3)请列式计算出浮石的密度。(ρ水=1.0g/cm3)
【变式跟进1】[2024·佛冈县二模]小明在实验室里测量一不规则石块的密度,具体操作如下:
(1)把天平放在水平台面上,并将游码移至标尺左端零刻度线处;调节天平横梁水平平衡时,发现指针在分度盘上的位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节。
(2)用调节好的天平测石块的质量,在加减砝码时,应使用 取放砝码。天平平衡时,砝码的质量及游码在标尺上的位置如图乙所示,则石块的质量为 g。
(3)测石块的体积的过程如图丙所示,先将石块放入盛有水的烧杯中并做好标记,取出石块后,再用量筒中的水将烧杯中的水补充到标记处,则石块的体积为 cm3,石块的密度为 g/cm3。
(4)在取出石块时,石块上带有部分水滴,此操作会使石块密度的测量值比真实值 (填“偏大”或“偏小”)。
类型之二 利用密度公式进行间接测量
矗立在天安门广场的人民英雄纪念碑(如图所示),碑高37.94m,由17000块花岗岩和汉白玉砌成。碑心石是一块整的花岗岩,长14.7m、宽2.9m、厚1.0m。取一小块相同材料的花岗岩样品,测得其质量为5.6g,体积为2cm3。问:
(1)碑心石的体积是多少?
(2)花岗岩的密度是多少?
(3)碑心石的质量有多大?
【变式跟进2】[2023·中原区期末]某学校实验室新进了一捆铜线,如图所示,物理兴趣小组的同学们想知道它的实际长度,通过观察它的铭牌知道,这捆铜线的质量为3.56kg,横截面积为4mm2。同学们从中截取0.5m的铜线,用天平测得其质量为17.8g。求:
(1)这捆铜线的密度;
(2)这捆铜线的体积;
(3)这捆铜线的长度。
类型之三 空心、实心问题
[2024·昭阳区期末]已知铝的密度为2.7×103kg/m3,小王的父亲外出时买了一个用铝材料制造的球形艺术品,已知此球的质量是540g,体积为300cm3。
(1)请通过计算说明此球是实心的还是空心的。
(2)若此球是空心的,则空心部分的体积为多少?
(3)若在空心部分注满某种液体后,球的质量为0.63kg,则该液体的密度是多少?
【变式跟进3】体积为15cm3的空心铜球的质量为89g,往它的空心部分注满某种液体后,总质量为157g,已知ρ铜=8.9×103kg/m3。问:
(1)空心部分的体积是多少?
(2)注入液体的密度是多少?
参考答案
【归类探究】
【例1】(1)左 (2)9.6g “浮石”多孔,放入水中后会吸入部分水 (3)0.8g/cm3
【变式跟进1】(1)右 (2)镊子 162
(3)60 2.7 (4)偏小
【例2】(1)42.63m3 (2)2.8×103kg/m3
(3)119.364t
【变式跟进2】(1)8.9×103kg/m3 (2)4×10-4m3 (3)100m
【例3】(1)空心的 (2)100cm3 (3)0.9g/cm3
【变式跟进3】(1)5cm3 (2)13.6×103kg/m3