小华发现有些苹果不沉于水,他找来一台电子秤在家里想测出苹果的密度,设计了如下的实验步骤:①把装有适量水的烧杯放...
问题详情:
小华发现有些苹果不沉于水,他找来一台电子秤在家里想测出苹果的密度,设计了如下的实验步骤:
①把装有适量水的烧杯放在电子秤上(如图A),电子秤的示数是m1;
②再将该苹果轻轻放到水中(水未溢出),苹果漂浮(如图B),电子秤的示数是m2;
③他又用细牙签将苹果压入水中至刚好浸没(如图C,苹果未触杯壁和杯底,水未溢出),电子秤的示数是m3.
(1)在图B、C两次实验中,______图中苹果受到的浮力最小,从图可以判断苹果的密度______(选填“大于”、“等于“或“小于”)水的密度;
(2)如果将该苹果放入另一个装满盐水的烧杯中,苹果静止时受到的浮力与实验中的B图相比将______,如果将苹果从盐水中取出,再向烧杯里添加水直至加满,则与苹果取出前相比.烧杯底受到液体的压强将______(两空均选填“变大”、“不变”或“变小”,己知ρ水<ρ盐水);
(3)根据小华的实验数据,可算出苹果的质量是______,苹果的体积是______,苹果的密度是______.(用实验中相关物理量的符号表示)
【回答】
【考点】固体的密度测量实验;液体的压强的特点;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用.
【分析】(1)、(2)根据阿基米德原理、物体的浮沉条件和液体的压强特点即可解答;
(3)将烧杯、水、苹果视为一个整体,m2﹣m1即为苹果的质量,m3﹣m1为苹果浸没时排开水的质量,
由此求出苹果的体积,故苹果的密度可求.
【解答】解:(1)根据阿基米德原理,F浮=ρ水gV排,因图B实验中苹果排开水的体积小于图C实验中排开水的体积,
所以,B图中苹果受到的浮力最小;
因苹果漂浮在水中,所以,苹果的密度小于水的密度;
(2)苹果在水中漂浮,因ρ水<ρ盐水,苹果在盐水中也漂浮,根据漂浮的物体浮力等于重力,
所以,将该苹果放入另一个装满盐水的烧杯中,苹果静止时受到的浮力与实验中的B图相比将不变;
将苹果从盐水中取出,再向烧杯里添加水,盐水的密度减小,因烧杯底部的深度不变,
根据液体压强的特点,烧杯底受到液体的压强将变小;
(3)苹果的质量m苹果=m2﹣m1,在图A实验中,烧杯和水对电子秤的压力F1=m1g=G杯+G水…①,
用细牙签将苹果压入水中至刚好浸时,将烧杯、水、苹果视为一个整体,其对电子秤的压力F2除包含G杯+G水+G苹果外,
还受到除这个整体外的一个压力F压的作用,故F2=m3g=G杯+G水+G苹果+F压,而根据力的平衡,
此时苹果(浸没)受到的浮力F苹果=G苹果+F压,故F2=m3g=G杯+G水+F苹果…②,
②﹣①得:F2﹣F1=F苹果,即(m3﹣m1)g=ρ水gV苹果,故苹果的体积V苹果=,
苹果的密度ρ苹果===×ρ水.
故*为:(1)B;小于;(2)不变;变小;(3)m2﹣m1;;×ρ水.
知识点:八年级下
题型:实验,探究题
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