小剛同學(xué)在河里拾到一塊精美的小石頭,他想知道這塊石頭浸沒在水中受到的浮力和石頭的密度,于是他設(shè)計以下的實驗方案.
(1)實驗器材:小石頭、細線、溢水杯、水、小燒杯、量筒
(2)實驗步驟:
A.在溢水杯中裝滿水;
B.用細線拴住小石頭,把小石頭浸沒在溢水杯中,同時用小燒杯接住溢出的水;
C.用量筒測量______的體積V;
D.計算小石頭受到的浮力,F(xiàn)浮=______.
(3)小剛完成該實驗后從溢水杯中取出小石頭直接放在已調(diào)好的天平上測出質(zhì)量,求出了小石頭的密度.你認(rèn)為小剛這樣做,測得的石頭密度值與實際密度相比偏______(選填“大”或“小”)了,原因是______.
解:(2)根據(jù)阿基米德原理,小石頭的體積等于排開水的體積.要測量小石頭的體積,就要測量排開水的體積,即溢出的水的體積.
根據(jù)阿基米德原理:浸在液體中的物體所受的浮力,大小等于它排開液體所受的重力.已知排開水的體積V,質(zhì)量m=ρ水V
根據(jù)重力公式:G=mg,∴G水=ρ水gV
∴F浮=G水=ρ水gV
故答案為:C.溢出的水(或小燒杯中的水);D.ρ水gV.
(3)測量的小石頭沾有水,造成測量的質(zhì)量偏大,
根據(jù)密度公式ρ=,影響密度大小的兩個因素是物體的質(zhì)量和體積,質(zhì)量變大,在體積一定的情況下,其密度就變大.
故答案為:大;小石頭從溢水杯中取出時沾有水.
(2)C、根據(jù)阿基米德原理,利用溢水杯、量筒,已知密度的水,進行試驗,實驗的關(guān)鍵是,測量小石頭的體積,可根據(jù)浮力知識得知小石頭的體積等于排開水的體積.
D、根據(jù)阿基米德原理的內(nèi)容知道浮力大小與液體的密度和排開液體的體積有關(guān),可以計算出小石頭受到的浮力.
(3)小剛完成該實驗后從溢水杯中取出小石頭直接放在已調(diào)好的天平上測出質(zhì)量,這時小石頭沾有水,測得的質(zhì)量偏大.根據(jù)密度公式,求出的密度比實際密度大.
點評:本題重點考查固體密度的測量以及應(yīng)用阿基米德原理解決問題.
物理學(xué)習(xí)經(jīng)驗分享:定滑輪:固定不隨物移動,支點軸上在園心,力臂相等為半徑,省力一半不變向。