14. 某同学在野外捡到一块小石块,在课外兴趣活动小组活动中进行了如下探究:
①如图甲所示,在托盘秤上放一只盛了适量水的容器,托盘秤的示数为$1kg$;
②用细线将该石块系住,手握细线将石块慢慢放入水中(水不溢出),当石块浸没到如图乙所示位置,稳定后托盘秤的示数是$1.1kg$;
③如图丙所示,松手后该石块沉到容器底部,稳定后托盘秤的示数为$1.26kg$。
根据以上探究情况,($\rho_{水} = 1.0×10^{3}kg/m^{3}$,$g$取$10N/kg$)求:
(1)该石块的重力。
(2)该石块的密度。

①如图甲所示,在托盘秤上放一只盛了适量水的容器,托盘秤的示数为$1kg$;
②用细线将该石块系住,手握细线将石块慢慢放入水中(水不溢出),当石块浸没到如图乙所示位置,稳定后托盘秤的示数是$1.1kg$;
③如图丙所示,松手后该石块沉到容器底部,稳定后托盘秤的示数为$1.26kg$。
根据以上探究情况,($\rho_{水} = 1.0×10^{3}kg/m^{3}$,$g$取$10N/kg$)求:
(1)该石块的重力。
(2)该石块的密度。
答案
14. 解:(1)设容器内未放入石块时托盘秤的示数为 m₁,容器中石块浸没时托盘秤的示数为 m₂,石块在容器中沉底时托盘秤的示数为 m₃,石块质量为$ m_{石}$、重力为$ G_{石}$,因此可得$ m₃=m₁ + m_{石}$,
故$ m_{石}=m₃ - m₁=1.26kg - 1kg=0.26kg$,
所以石块的重力$ G_{石}=m_{石}g=0.26kg×10N/kg=2.6N.$
(2)设石块浸没时排开水的质量为$ m_{排水}$;由分析可知石块排开水的重力$ G_{排水}$等于其受到的浮力$ F_{浮}$,因此可得$ m₂=m₁ + m_{排水}$,
即$ m_{排水}=m₂ - m₁=1.1kg - 1kg=0.1kg$,
所以石块受到的浮力$ F_{浮}=G_{排水}=m_{排水}g=0.1kg×10N/kg=1N$,
根据阿基米德原理可得,石块排开水的体积
$V_{排}=\frac{F_{浮}}{ρ_{水}g}=\frac{1N}{1×10³kg/m³×10N/kg}=1×10⁻⁴m³$,
又因为石块浸没于水中,所以$ V_{石}=V_{排}$,因此石块的密度
$ρ_{石}=\frac{m_{石}}{V_{石}}=\frac{0.26kg}{1×10⁻⁴m³}=2.6×10³kg/m³.$
故$ m_{石}=m₃ - m₁=1.26kg - 1kg=0.26kg$,
所以石块的重力$ G_{石}=m_{石}g=0.26kg×10N/kg=2.6N.$
(2)设石块浸没时排开水的质量为$ m_{排水}$;由分析可知石块排开水的重力$ G_{排水}$等于其受到的浮力$ F_{浮}$,因此可得$ m₂=m₁ + m_{排水}$,
即$ m_{排水}=m₂ - m₁=1.1kg - 1kg=0.1kg$,
所以石块受到的浮力$ F_{浮}=G_{排水}=m_{排水}g=0.1kg×10N/kg=1N$,
根据阿基米德原理可得,石块排开水的体积
$V_{排}=\frac{F_{浮}}{ρ_{水}g}=\frac{1N}{1×10³kg/m³×10N/kg}=1×10⁻⁴m³$,
又因为石块浸没于水中,所以$ V_{石}=V_{排}$,因此石块的密度
$ρ_{石}=\frac{m_{石}}{V_{石}}=\frac{0.26kg}{1×10⁻⁴m³}=2.6×10³kg/m³.$
15. (2025·启东校级月考)小明在“探究影响浮力大小因素”的实验后思考:同一物体浸没在不同液体中所受的浮力不同,是不是就可以用图甲、乙所示的实验装置来测量烧杯中液体的密度?他决定对弹簧测力计进行重新标度,将它改成一个密度秤。使用时,在烧杯中装不同的液体,将图甲装置中的物体浸没到不同液体中,就可以测出液体的密度。

(1)该密度秤的零刻度应标在
(2)小明对本实验进一步分析,进而得到测力计的示数与被测液体的密度之间的函数关系,则符合此关系的应是图丙中的
(3)用此密度秤测量时,该密度秤的刻度
(4)为了增大密度秤的量程,下列做法可行的是
A. 使用更大量程的弹簧测力计
B. 使用体积更大的物块
C. 使用密度更大的物块
(1)该密度秤的零刻度应标在
4
$N$处,待测液体$\rho_{液}$应不超过4
$g/cm^{3}$。(2)小明对本实验进一步分析,进而得到测力计的示数与被测液体的密度之间的函数关系,则符合此关系的应是图丙中的
③
(填“①”“②”或“③”)。(3)用此密度秤测量时,该密度秤的刻度
均匀
(填“均匀”或“不均匀”)。(4)为了增大密度秤的量程,下列做法可行的是
C
。A. 使用更大量程的弹簧测力计
B. 使用体积更大的物块
C. 使用密度更大的物块
答案
15. (1)4 4 (2)③ (3)均匀 (4)C
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