人教版八年级下学期物理 专题9 利用浮力知识测密度

人教版八下物理 专题9 利用浮力知识测密度1. 小华同学在学习阿基米德原理后，发现用弹簧测力计也能测量金属块的密度。于是和同学一起按以下操作进行实验（g 取 10N/kg）。(1) 先用弹簧测力计挂着金属块静止在空中，如图甲所示，则弹簧测力计的示数为 N。(2) 然后将金属块缓慢地浸没在水中，示数如图乙所示，则金属块所受的浮力为 N，金属块的体积为 m3。(3) 通过计算，金属块的密度为 kg/m3。(4) 实验中让金属块在水中的深度继续增大，不接触杯底，金属块受到的浮力将如何变化？ 。(5) 在交流讨论中，小李同学认为一次测量就得出实验结论不科学，你认同他的观点吗？ 。你认为怎样才能减小实验误差？ 。2. 小云同学在学习了“阿基米德原理”后，发现用弹簧测力计也可以测出液体的密度。下面是他设计测量盐水密度的实验步骤：(1) 如图甲，把一个合金块用细线悬挂在弹簧测力计的挂钩上，测出合金块的重力 G=4.0N；如图乙，将挂在弹簧测力计挂钩上的合金块浸没在盐水中，记下弹簧测力计的示数 F= N；(2) 计算合金块浸没在盐水中所受到的浮力 F浮= N；(3) 根据阿基米德原理计算该盐水的密度 = kg/m3。（合金=8.0103kg/m3 、 g 取 10N/kg）实验完成后，小云同学继续思考：如果在步骤（2）中合金块只有部分浸入盐水中（如图丙），则按上述步骤测出的盐水密度比真实值要 （填“偏大”或“偏小”）。3. 已知水的密度为 1.0103kg/m3，某兴趣小组用一薄壁量杯（杯壁体积忽略不计）制作了一个测量液体密度的简易装置，操作如下：(1) 在量杯内装入适量细沙后放入水中，量杯在水中竖直静止时，如图甲所示。此时量杯浸入水中的体积为 mL。(2) 将该装置放入某液体中，静止时如图乙所示，则该液体的密度为 kg/m3；某同学将一小石子放入量杯中，静止时如图丙所示，则小石子质量是 g。4. 小华想测出一块鹅卵石的密度，他利用符合实验要求的刻度尺、小烧杯、大烧杯和适量的水进行实验，实验步骤如下。请你将他缺漏的实验做法补充完整。(1) 在大烧杯内放入适量水，再将小烧杯轻轻放入水中漂浮，如图甲所示；用刻度尺测出此时大烧杯内水的深度为 h1。将鹅卵石放在小烧杯中，装有鹅卵石的小烧杯仍在水中漂浮，如图乙所示；用刻度尺测出此时大烧杯内水的深度为 h2。 ，如图丙所示；用刻度尺测出此时大烧杯内水的深度为 h3。(2) 由以上实验可知：鹅卵石的密度为 = 。答案1. 【答案】(1) 3.6 (2) 0.8；8105 (3) 4.5103 (4) 不变(5) 认同；多次测量取平均值【解析】(1) 由题图甲知，测力计的分度值为 0.2N，金属块的重力 G=3.6N。(2) 金属块浸没在水中时拉力 F=2.8N，所以 F浮=GF=3.6N2.8N=0.8N；由 F浮=水gV排 知，金属块浸没在水中，所以 V=V排=F浮水g=0.8N1.0103kg/m310N/kg=8105m3。(3) 金属块的密度 =mV=GgV=3.6N10N/kg8105m3=4.5103kg/m3。(4) 增大金属块在水中的深度时，水的密度不变，金属块排开水的体积不变，因此金属块受到的浮力不变。(5) 一次测量就得出实验结论不科学，我认同他的观点。在本次测量金属块的密度的实验中，要多次测量取平均值来减小实验误差。2. 【答案】(1) 3.4 (2) 0.6 (3) 1.2103；偏小【解析】(1) 由图乙知，弹簧测力计的分度值为 0.2N，合金块浸没在盐水中时，弹簧测力计的示数 F=3.4N。(2) 合金块浸没在盐水中所受到的浮力等于合金块的重力减去弹簧测力计的示数，即合金块所受浮力 F浮=GF=4.0N3.4N=0.6N。(3) 合金块的质量为 m=Gg=4.0N10N/kg=0.4kg，合金块的体积（即合金块排开盐水的体积）为 V=V排=m合金=0.4kg8.0103kg/m3=5105m3；盐水的密度为 =F浮V排g=0.6N5105m310N/kg=1.2103kg/m3；由图丙可知，当合金块只有部分浸入盐水中时，测得的浮力偏小，根据 =F浮Vg 可知，计算过程中合金块的体积大于合金块排开盐水的体积，则按上述步骤测出的盐水密度比真实值要偏小。3. 【答案】(1) 20 (2) 0.8103；5.6 【解析】(1) 从图中可直接读出量杯浸入水中的体积 V排=20mL。(2) 量杯浸入待测液体中的体积 V排=25mL；量杯在水中和在待测液体中都处于漂浮状态，所受浮力相等，则可得 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；当将一块小石子放入量杯中并放入该待测液体中时，小石子和量杯仍处于漂浮状态，小石子的质量等于此时量杯多排开液体的质量，即 m石=液V=液(V排V排)=0.8103kg/m3(32106m325106m3)=5.6103kg=5.6g. 4. 【答案】(1) 将小烧杯中的鹅卵石取出后放入大烧杯中，小烧杯仍在水中漂浮(2) (h2h1)水h3h1 【解析】(1) 前两个步骤可以得到鹅卵石的质量表达式，为了得到鹅卵石的体积，要将小烧杯中的鹅卵石取出放入大烧杯中，小烧杯仍在水中漂浮。(2) 设大烧杯的底面积为 S，图甲小烧杯漂浮在水中，图乙鹅卵石与小烧杯一起漂浮在水中，根据物体漂浮时浮力与重力相等的关系，可知鹅卵石的重力等于增大的浮力，即 G=F浮=水gV排=水gS(h2h1)，则鹅卵石的质量 m=Gg=水gS(h2h1)g=水S(h2h1)，图丙鹅卵石浸没在水中，所以鹅卵石的体积 V=S(h3h1)，则鹅卵石的密度为 =mV=水S(h2h1)S(h3h1)=(h2h1)水h3h1。