人教版八年級下學(xué)期物理 專題9 利用浮力知識(shí)測密度

1、人教版八下物理 專題9 利用浮力知識(shí)測密度小華同學(xué)在學(xué)習(xí)阿基米德原理后，發(fā)現(xiàn)用彈簧測力計(jì)也能測量金屬塊的密度。于是和同學(xué)一起按以下操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（g 取 10N/kg）。(1) 先用彈簧測力計(jì)掛著金屬塊靜止在空中，如圖甲所示，則彈簧測力計(jì)的示數(shù)為 N。(2) 然后將金屬塊緩慢地浸沒在水中，示數(shù)如圖乙所示，則金屬塊所受的浮力為 N，金屬塊的體積為 m3。(3) 通過計(jì)算，金屬塊的密度為 kg/m3。(4) 實(shí)驗(yàn)中讓金屬塊在水中的深度繼續(xù)增大，不接觸杯底，金屬塊受到的浮力將如何變化？ 。(5) 在交流討論中，小李同學(xué)認(rèn)為一次測量就得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論不科學(xué)，你認(rèn)同他的觀點(diǎn)嗎？ 。你認(rèn)為怎樣才能減小實(shí)驗(yàn)誤差？

2、 。小云同學(xué)在學(xué)習(xí)了“阿基米德原理”后，發(fā)現(xiàn)用彈簧測力計(jì)也可以測出液體的密度。下面是他設(shè)計(jì)測量鹽水密度的實(shí)驗(yàn)步驟：(1) 如圖甲，把一個(gè)合金塊用細(xì)線懸掛在彈簧測力計(jì)的掛鉤上，測出合金塊的重力 G=4.0N；如圖乙，將掛在彈簧測力計(jì)掛鉤上的合金塊浸沒在鹽水中，記下彈簧測力計(jì)的示數(shù) F= N；(2) 計(jì)算合金塊浸沒在鹽水中所受到的浮力 F浮= N；(3) 根據(jù)阿基米德原理計(jì)算該鹽水的密度 = kg/m3。（合金=8.0103kg/m3 、 g 取 10N/kg）實(shí)驗(yàn)完成后，小云同學(xué)繼續(xù)思考：如果在步驟（2）中合金塊只有部分浸入鹽水中（如圖丙），則按上述步驟測出的鹽水密度比真實(shí)值要 （填“偏大”或“

3、偏小”）。已知水的密度為 1.0103kg/m3，某興趣小組用一薄壁量杯（杯壁體積忽略不計(jì)）制作了一個(gè)測量液體密度的簡易裝置，操作如下：(1) 在量杯內(nèi)裝入適量細(xì)沙后放入水中，量杯在水中豎直靜止時(shí)，如圖甲所示。此時(shí)量杯浸入水中的體積為 mL。(2) 將該裝置放入某液體中，靜止時(shí)如圖乙所示，則該液體的密度為 kg/m3；某同學(xué)將一小石子放入量杯中，靜止時(shí)如圖丙所示，則小石子質(zhì)量是 g。小華想測出一塊鵝卵石的密度，他利用符合實(shí)驗(yàn)要求的刻度尺、小燒杯、大燒杯和適量的水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下。請你將他缺漏的實(shí)驗(yàn)做法補(bǔ)充完整。(1) 在大燒杯內(nèi)放入適量水，再將小燒杯輕輕放入水中漂浮，如圖甲所示；用刻度尺

4、測出此時(shí)大燒杯內(nèi)水的深度為 h1。將鵝卵石放在小燒杯中，裝有鵝卵石的小燒杯仍在水中漂浮，如圖乙所示；用刻度尺測出此時(shí)大燒杯內(nèi)水的深度為 h2。 ，如圖丙所示；用刻度尺測出此時(shí)大燒杯內(nèi)水的深度為 h3。(2) 由以上實(shí)驗(yàn)可知：鵝卵石的密度為 = 。答案1. 【答案】(1) 3.6 (2) 0.8；8105 (3) 4.5103 (4) 不變(5) 認(rèn)同；多次測量取平均值【解析】(1) 由題圖甲知，測力計(jì)的分度值為 0.2N，金屬塊的重力 G=3.6N。(2) 金屬塊浸沒在水中時(shí)拉力 F=2.8N，所以 F浮=GF=3.6N2.8N=0.8N；由 F浮=水gV排 知，金屬塊浸沒在水中，所以 V=V

5、排=F浮水g=0.8N1.0103kg/m310N/kg=8105m3。(3) 金屬塊的密度 =mV=GgV=3.6N10N/kg8105m3=4.5103kg/m3。(4) 增大金屬塊在水中的深度時(shí)，水的密度不變，金屬塊排開水的體積不變，因此金屬塊受到的浮力不變。(5) 一次測量就得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論不科學(xué)，我認(rèn)同他的觀點(diǎn)。在本次測量金屬塊的密度的實(shí)驗(yàn)中，要多次測量取平均值來減小實(shí)驗(yàn)誤差。2. 【答案】(1) 3.4 (2) 0.6 (3) 1.2103；偏小【解析】(1) 由圖乙知，彈簧測力計(jì)的分度值為 0.2N，合金塊浸沒在鹽水中時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù) F=3.4N。(2) 合金塊浸沒在鹽水中所受

6、到的浮力等于合金塊的重力減去彈簧測力計(jì)的示數(shù)，即合金塊所受浮力 F浮=GF=4.0N3.4N=0.6N。(3) 合金塊的質(zhì)量為 m=Gg=4.0N10N/kg=0.4kg，合金塊的體積（即合金塊排開鹽水的體積）為 V=V排=m合金=0.4kg8.0103kg/m3=5105m3；鹽水的密度為 =F浮V排g=0.6N5105m310N/kg=1.2103kg/m3；由圖丙可知，當(dāng)合金塊只有部分浸入鹽水中時(shí)，測得的浮力偏小，根據(jù) =F浮Vg 可知，計(jì)算過程中合金塊的體積大于合金塊排開鹽水的體積，則按上述步驟測出的鹽水密度比真實(shí)值要偏小。3. 【答案】(1) 20 (2) 0.8103；5.6 【解

7、析】(1) 從圖中可直接讀出量杯浸入水中的體積 V排=20mL。(2) 量杯浸入待測液體中的體積 V排=25mL；量杯在水中和在待測液體中都處于漂浮狀態(tài)，所受浮力相等，則可得 F浮水=F浮液，即 水gV排=液gV排 , 液=水gV排gV排=水V排V排=45水=0.8103kg/m3；當(dāng)將一塊小石子放入量杯中并放入該待測液體中時(shí)，小石子和量杯仍處于漂浮狀態(tài)，小石子的質(zhì)量等于此時(shí)量杯多排開液體的質(zhì)量，即 m石=液V=液(V排V排)=0.8103kg/m3(32106m325106m3)=5.6103kg=5.6g. 4. 【答案】(1) 將小燒杯中的鵝卵石取出后放入大燒杯中，小燒杯仍在水中漂浮(2) (h2h1)水h3h1 【解析】(1) 前兩個(gè)步驟可以得到鵝卵石的質(zhì)量表達(dá)式，為了得到鵝卵石的體積，要將小燒杯中的鵝卵石取出放入大燒杯中，小燒杯仍在水中漂浮。(2) 設(shè)大燒杯的底面積為 S，圖甲小燒杯漂浮在水中，圖乙鵝卵石與小燒杯一起漂浮在水中，根據(jù)物體漂浮時(shí)浮力與重力相等的關(guān)系，可知鵝卵石的重力等于增大的浮力，即 G=F浮=