Question

20．某同學(xué)利用滑輪、完全相同但質(zhì)量未知的若干個(gè)鉤碼、溢水杯、量筒等器材，測(cè)量一個(gè)物塊的密度．他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
         步驟一：用一根質(zhì)量不計(jì)的細(xì)線一端系住物塊，另一端繞過(guò)定滑輪掛住3個(gè)鉤碼，此時(shí)物塊、鉤碼靜止不動(dòng)，并將注滿水的溢水杯置于物塊下方，如圖甲所示；

      步驟二：移去1個(gè)鉤碼后，物塊下降浸入水中再次靜止不動(dòng)，此時(shí)物塊有一半的體積露出水面；
      步驟三：將溢出的水全部倒入量筒中，水的體積如圖乙所示．
實(shí)驗(yàn)中不計(jì)一切摩擦，則
（1）溢出水的體積為20cm³；
（2）物塊的質(zhì)量為60g；
（3）物塊的密度為1.5g/cm³
（4）若在完成 步驟二后，向溢水杯中加入足量的食鹽，被食鹽充分溶解后木塊露出水面的體積將大于（選填”大于“”等于“或”小于“）物塊體積的一半．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)量筒中的示數(shù)分析溢出水的體積；
（2）使用定滑輪不省力也不費(fèi)力；
（3）根據(jù)密度公式求出密度；
（4）根據(jù)物體的浮沉條件和阿基米德原理分析．

解答 解：（1）由圖可知，溢出量筒中水的體積為V=20cm³，
（2）使用定滑輪不省力也不費(fèi)力，即物體的重力等于三個(gè)鉤碼的重力，則物體的質(zhì)量等于三個(gè)鉤碼的質(zhì)量m=20g×3=60g；
（3）物塊有一半的體積露出水面，則物體的總體積為：V'=2×20cm³=40cm³，
物體的密度為：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{60g}{40c{m}^{3}}$=1.5g/cm³；
（4）向溢水杯中加入足量的食鹽，則水的密度變大，根據(jù)F_浮=ρ_液gV_排可知，物體受到的浮力變大，故物體會(huì)上浮一些，即木塊露出水面的體積將大于物塊體積的一半
故答案為：（1）20；（2）60；（3）1.5；（4）大于．

點(diǎn)評(píng) 本題考查知識(shí)點(diǎn)比較多，密度的計(jì)算、統(tǒng)計(jì)的計(jì)算，涉及到了阿基米德原理的應(yīng)用，屬于中檔題．