Question

【題目】為了測(cè)量小石塊的密度，某學(xué)校物理學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：

器材：溢水杯、空塑料杯、燒杯、量筒和水

實(shí)驗(yàn)步驟：先將溢水杯中注滿水，然后將小石塊浸沒水中，此時(shí)溢出的水的體積為20mL，如圖甲所示。將小石塊取出，讓空塑料杯漂浮于溢水杯中后，將溢水杯中再次注滿水，如圖乙所示。將小石塊放入塑料杯中，塑料杯仍漂浮于水面上，測(cè)得此過程溢出的水的體積為50mL，如圖丙所示。（g取10N/kg）請(qǐng)回答下列問題：

（1）小石塊的體積為_______________cm3；

（2）小石塊的重力為_______________N；

（3）小石塊的質(zhì)量為______________g；

（4）小石塊的密度為_______________g/cm3；

（5）圖甲、圖乙和圖丙三個(gè)相比，溢水杯杯底所受水的壓強(qiáng)是_____________；溢水杯對(duì)桌面的壓力是_________。（選填“甲大”或“乙大”或“丙大”或“相等”）

Answer 1

【答案】20 0.5 50 2.5 相等 甲大

【解析】

(1)[1]因?yàn)槭瘔K放入盛滿水的溢水杯中，石塊的體積就是溢出水的體積，所以小石塊的體積V=20mL，即20cm3。

(2) [2]根據(jù)題意，由阿基米德原理得，石塊所受的浮力等于圖丙中溢出的水所受的重力；由漂浮條件得，石塊所受的浮力等于小石塊的重力，則小石塊的重力等于圖丙中溢出的水所受的重力，即

G石=m丙溢g=1.0g/cm3×50cm3×10N/kg=0.5N

小石塊的重力為0.5N。

(3) [3]石塊質(zhì)量

m石===0.05kg=50g

小石塊的質(zhì)量為50g。

(4)[4]石塊的密度

ρ= ==2.5g/cm3

石塊的密度是2.5g/cm3。

(5)[5]由圖知，三個(gè)容器中液面相等，即深度相同，根據(jù)p=ρgh知溢水杯杯底所受水的壓強(qiáng)相等。

[6] 圖甲中小石塊沉底，溢水杯內(nèi)增加的小石塊重力大于此時(shí)溢出水的重力，所以放入石塊后溢水杯對(duì)桌面的壓力變大；圖乙中空塑料杯漂浮，溢水杯內(nèi)增加的空塑料杯的重力等于此時(shí)溢出水的重力；圖丙中塑料杯漂浮，溢水杯內(nèi)再增加小石塊的重力等于此時(shí)再溢出水的重力，所以放入塑料杯后對(duì)桌面的壓力不變，塑料杯中再放入石塊，溢水杯對(duì)桌面的壓力仍不變，故甲溢水杯對(duì)桌面的壓力大。