Question

如圖是在第四屆廣東省中學物理教師創新實驗能力展示交流活動中，來自潮州的黃杰華老師設計的一個“巧妙測出不規則固體密度”的實驗裝置圖，該實驗的主要步驟和實驗記錄如下：

①如圖20（a）將兩個已調好零刻度的彈簧測力計懸掛在鐵架臺下，將一溢水杯和另一空杯用細線拴在測力計下，向溢水杯中加入一定量的水，使水滿過溢水口流入空杯中；

②當水不再流出時，讀出彈簧測力計的讀數G₁=0.94N和G₂=0.40N；

③如圖20（b）將一不溶于水的小石塊用細線拴住并慢慢放入溢水杯中，此時溢出的水全部流入另一杯中，當水不再流出時，讀出彈簧測力計的讀數G₃=1.1N和G₄=0.5N；

根據以上數據，取g=10N/㎏，ρ_水=1.0×10³㎏/m³，請計算：

（1）小石塊受到的浮力是多少？

（2）小石塊的體積是多少？

（3）小石塊的密度是多少？

Answer 1

（1）0.1N（2）1×10^-5 m³（3）2.6×10³kg/m³

【解析】

試題分析：（1）小石塊受到的浮力等于排開水的重量：

．

（2）流入空杯的水重0.1N，所以流入空杯的水的質量為，

流入空杯中水的體積．

小石塊浸沒在水中，小石塊的體積等于流入空杯的水的體積，所以小石塊的體積為10^-5m³．

（3）小石塊的重力等于現在溢水杯中水和小石塊的重加上流入空杯的水重減去原來溢水杯中的水重：

所以小石塊的質量是

小石塊的密度：．

考點：固體的密度測量實驗；物理學方法．

點評：本題關鍵知道物體所受浮力等于物體排開的液體的重力，難點是根據浮力公式求石塊的體積．重點是求石塊的密度．