Question

劉星得到一小塊制作奧運(yùn)獎(jiǎng)牌余下的玉石材料后，立即著手利用家里的彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)這種材料的密度（如圖）．請(qǐng)你和劉星一起來(lái)完成測(cè)量過(guò)程．（g取10N/kg）
求：（1）玉石的質(zhì)量；
（2）玉石塊完全浸入水中所受的浮力；
（3）玉石材料的密度．

Answer 1

分析：（1）先讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，就知道了玉石的重力，然后利用公式G=mg，就可以算出玉石的質(zhì)量；
（2）要求浮力，根據(jù)F_浮=G-F_示，因?yàn)橛袷�此時(shí)受到的力有三個(gè)：重力、浮力和拉力．重力的大小等于浮力與拉力之和，所以浮力大小就等于重力減去繩子的拉力；
（3）要求密度，需要知道質(zhì)量和體積．質(zhì)量已知，關(guān)鍵是要求體積．因?yàn)橛袷�完全浸入水中，所以V_物=V_排．求V_排可由阿基米德原理F_浮=ρ_液gV_排求出．

解答：解：（1）彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是3.6N，即玉石的重力G=3.6N
玉石的質(zhì)量：m=

G

g

=

3.6N

10N/kg

=0.36kg．
（2）玉石完全浸入水中所受的浮力：F_浮=G-F_示=3.6N-2.8N=0.8N．
（3）玉石排開水的體積：V_排=

F浮

ρ水g

=

0.8N

1.0×103kg/m3×10N/kg

=8×10^-5m³
因?yàn)橥耆�浸入水中，所以V_物=V_排，
則玉石的密度：ρ=

m

v

=

0.36kg

8×10-5m3

=4.5×10³kg/m³
答：（1）玉石的質(zhì)量是0.36kg．
（2）玉石完全浸入水中所受的浮力是0.8N．
（3）玉石的密度是4.5×10³kg/m³．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查了密度知識(shí)的應(yīng)用，浮力的計(jì)算，浮力知識(shí)的應(yīng)用．難點(diǎn)在于求玉石的體積，不能用我們通常計(jì)算體積的公式v=

m

ρ

去計(jì)算（因?yàn)橛袷�的密度是未知的），而是利用浮力知識(shí)即阿基米德原理來(lái)計(jì)算的．