零零教育信息网 首页 > 考试 > 物理 > 初中物理 > 浮力的应用 > 正文 返回　打印

每当看到电视中出现演员被倒塌的房屋砸中，小明都为演员捏一把汗．现有以下器材：道具砖样品、一个量筒、一块体积为V铁的小铁块、一根细针、一段细线和足够的水．已知：道具砖不-物理
[db:作者]  2020-05-30 00:00:00  互联网

题文

每当看到电视中出现演员被倒塌的房屋砸中，小明都为演员捏一把汗．
现有以下器材：道具砖样品、一个量筒、一块体积为V铁的小铁块、一根细针、一段细线和足够的水．已知：道具砖不吸水，质地较软且密度小于水；水的密度为ρ水．为了测出道具砖的密度：
（1）应从以上器材中选择的器材是：______．
（2）实验步骤应为：______．
（3）请用所测出的物理量写出道具砖密度的表达式，ρ=______．
题型：问答题  难度：中档

答案

可在量筒中倒入适量水，测出体积为V1，再让道具砖样品漂浮在水面上，读出液面的体积值为V2，则样品的质量m=ρ水（V2-V1）；
再用细针将样品押入水中，读出液面的体积值为V3，样品的体积V=V3-V1；
所以样品的密度ρ=
m
V
=
V2-V1
V3-V1
ρ水，道具砖的密度等于道具砖样品的密度．
故答案为：（1）所选器材：量筒、细针、适量的水和待测道具砖样品．
（2）步骤：
①在量筒中倒入适量的水，测出水的体积为V1．
②将道具砖样品放入量筒中，使其漂浮在水面，读出此时水面对应的刻度为V2．
③将道具砖样品用细针压入水中，使其完全浸没在水中，读出此时水面对应的刻度为V3
（3）道具砖的密度ρ=
V2-V1
V3-V1
ρ水．

据专家权威分析，试题“每当看到电视中出现演员被倒塌的房屋砸中，小明都为演员捏一把汗..”主要考查你对  浮力的应用，体积的测量，量筒的使用，密度及其特性，密度公式的应用，固体密度的测量  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

浮力的应用体积的测量，量筒的使用密度及其特性密度公式的应用固体密度的测量

考点名称：浮力的应用

  • 浮力的应用：轮船、潜水艇、气球和飞艇等。

  • 浮力的利用：
    1．盐水选种我国农民常采用盐水浸泡法来选种，如图，这种方法是把种子放入浓度适宜的盐水中，干瘪、虫蛀的种子密度小于盐水的密度会上浮至液面，而饱满的种子则因为密度大于盐水的密度因此它们会沉在底部。

    2．轮船用密度大于水的材料制成能够浮在水面的物体，必须使它能够排开更多的水。根据这个原理，人们制造了轮船，轮船是用密度大于水的钢铁制成的，把它做成空心的，使它的平均密度小于水的密度时，它就会漂浮在水面上，这时船受到的浮力等于自身的重力，所以能浮在水面上。只要船的重力不变，无论船在海里还是河里，它受到的浮力不变。根据阿基米德原理如： G排=ρ液gV排。它在海里和河里浸入水中的体积不同。轮船的大小通常用排水量来表示，排水量就是轮船按设计的要求装满货物即满载时排开水的质量。
    3．潜水艇
    (1)潜水艇的上浮和下沉是靠压缩空气调节水舱里水的多少来控制自身的重力而实现浮沉的。(如图所示)

     (2)浸没在水中的潜水艇排开水的体积，无论下潜多深，始终不变，所以潜水艇所受的浮力始终不变。若要下沉，可充水，使F浮<G。；若要上浮，可排水，使F浮> G。在潜水艇浮出海面的过程中，因为排开水的体积减小，所以浮力逐渐减小，当它在海面上行驶时，受到的浮力大小等于潜水艇的重力。

考点名称：体积的测量，量筒的使用

  • 体积：
    体积表示物体所占空间的大小，用字母V，来表示。
    体积的单位也采用国际制单位，有立方米(m3)、立方分米(dm3)、立方厘米(cm3)。换算关系为：1m3= 1000dm3：1dm3=1000cm3；1m3=106cm3。

    容积：
    容积是指容器内部窄间的大小，容积单位有升 (L)、毫升(mL)。
    换算关系为：1L=1000mL。与体积单位的对应关系是1L=1dm3；1mL=1cm3。

  • 量筒:
    1. 量筒的使用：
    ①量筒的规格量筒是用来量取液体体积的一种玻璃仪器，一般规格以所能度量的最大容量（mL）表示，常用的有10mL，20mL，25mL，50mL，100mL，250mL、500mL，1000mL等多种规格。

    ②量筒的选择方法：
    量筒外壁刻度都是以mL为单位。10mL量筒每小格表示0.1mL，而50mL量筒有每小格表示1mL或0.5mL的两种规格。可见，绝大多数的量筒每小格是量筒容量的1/100，少数为1/50。
    量筒越大，管径越粗，其精确度越小，由视线的偏差所造成的读数误差也就越大。
    所以，实验中应根据所取溶液的体积，尽量选用能一次量取的最小规格的量筒。分次量取会引起较大误差。如量取70mL液体，应选用100mL量筒一次量取，而不能用10mL量筒量取7次。

    ③液体的注入方法
    向量筒里注入液体时，应用左手拿住量筒，使量筒略倾斜，右手拿试剂瓶，标签对准手心。使瓶口紧挨着量筒口，让液体缓缓流入，待注入的量比所需要的量稍少（约差1mL）时，应把量筒水平正放在桌面上，并改用胶头滴管逐滴加入到所需要的量。

    ④量筒的刻度
            量筒没有“0”刻度，“0”刻度即为其底部。一般起始刻度为总容积的1／10或1／20。例如：10mL量筒一般从0.5mL处才开始有刻度线，所以，我们使用任何规格的量筒都不能量取小于其标称体积数的1／20以下体积的液体，否则，误差太大。应该改用更小的合适量筒量取。
            在实验室做化学实验时，量筒的刻度面不能背对着自己，这样使用起来很不方便。因为视线要透过两层玻璃和液体，不容易看清。若液体是浑浊的，就更看不清刻度，而且看刻度数字也不顺眼，所以刻度面正对着自己为好。

    ⑤读取液体的体积方法
              注入液体后，要等一会，使附着在内壁上的液体流下来，再读取刻度值。否则，读出的数值将偏小。
             读数时，应把量筒放在平整的桌面上，观察刻度时，视线、刻度线与量筒内液体的凹液面最低处三者保持水平，再读出所取液体的体积数。否则，读数会偏高或偏低。

    ⑥关于量筒仰视与俯视的问题
    在看量筒的容积时是看液面的中心点
    仰视时视线斜向上视线与筒壁的交点在液面下所以读到的数据偏低，实际值偏高。
    俯视时视线斜向下视线与筒壁的交点在液面上所以读到的数据偏高，实际值偏低。

    2. 注意事项
    ①量筒面上的刻度是指室内温度在20℃时的体积数。温度升高，量筒发生热膨胀，容积会增大。由此可知，量筒是不能加热的，也不能用于量取过热的液体，更不能在量筒中进行化学反应或配制溶液。

    ②量筒一般只能用于要求不是很严格时使用，通常可以应用于定性分析和粗略的定量分析实验，精确的定量分析是不能使用量筒进行的，因为量筒的误差较大，此时可用移液管或滴定管来代替。

    ③从量筒中倒出液体后是否要用水冲洗要看具体情况而定。如果是为了使所取的液体量更准确，似乎要用水洗涤后并把洗涤液倒入所盛液体的容器中，这是不必要的。因为在制造量筒时已经考虑到有残留液体这一点；相反，如果洗涤反而使所取体积偏大。如果是用同一量筒再量别的液体，这就必须用水冲洗干净并干燥，为防止相互污染。

    ④10mL的量筒一般不需读取估读值。因为量筒是粗量器，并且又是量出仪器,在倒出所量取的液体时，总会有1~2滴（1滴相当于0.05mL）附着在内壁上而无法倒出，其相差的体积大小已经和其最小刻度差相同，所以估读值再准确也无多大意义，只需读取到0.1mL。
    规格大于10mL的量筒一般需要读取估读值，若不读取，误差反而更大。因此，无论多大规格的量筒，一般读数都应保留到0.1mL

    3. 量筒的使用要做到“五会”
    ①会选。任何一只量筒都有一定的测量范围，即量程，要能根据被测量的量选择量程合适的量筒。

    ②会放。使用量筒测量时，量筒要平稳地放置于水平桌面上。

    ③会看。读取量筒的数据时，若液面是凹液面，视线应以凹液面底部为准；若液面是凸液面，视线应以凸液面顶部为准。

    ④会读。要会根据量筒刻度的分度值读出准确值，同时要读出分度值的下一位，即估计值。

    ⑤会用。

  • 测体积的方法：
    ①用量筒直接测液体体积；

    ②规则形状的物体可用刻度尺测出相关长度，算出体积；

    ③用代替法可测不规则形状容器的容积。先将容器灌满水，然后将水倒入量筒中即可测其容积；

    ④用量筒、水、细线可测密度比水大的固体体积。具体步骤是：在量筒中加入适量的水，记下水的体积V0；用细线系住物体并轻轻放入量筒中，记下此时水和物体的体积为V1；物体的体积V=V1-V0。用量筒测固体的体积，采取的是“排液法”，依据的是等量替代；

    ⑤形状不规则、且漂浮在液体上的固体的体积的测量，可用非常规的办法测量。由于物体漂浮于液面，可以用“针压法”，也就是用一枚细针将漂浮物压入液体中；或用一密度比液体密度大得多且不溶于液体的物体将漂浮物拉入水中，此法称为“助沉法”。如用量筒、水、细针（或细线、铁块）可测密度比水小的固体的体积。

考点名称：密度及其特性

  • 密度：
    项目 密度
    定义 单位体积某种物质的质量叫做这种物质的密度
    单位 密度的国际单位是kg／m3，读作千克每立方米。常用单位还有g／cm3，读作克每立方厘米。这两个单位的换算关系是1kg／m3=10-3g／cm3。如水的密度是1．0×103kg／m3，表示的意思为1m3的水的质量是1000kg
    公式 密度的计算公式是ρ=m／V，由此可得两个变形公式为m=ρV、v=m／ρ
    作用 密度是物质的一种特性，它不随物质的质量或体积的变化而变化。同一种物质的密度是一个确定的值，不同物质的密度通常是不同的，因此可用来鉴别物质，如水的密度为ρ水m=1．0×103kg／m3

  • “密度是物质的特性”的含义：
    1．每种物质都有它确定的密度，对f同种物质来说，密度是不变的，而它的质量与体积成正比，例如对于铝制品来说，不论它体积多大，质量多少，单位体积的铝的质量都是不变的。

    2．不同的物质，其密度一般不同，平时习惯卜讲 “水比油重”就是指水的密度大于油的密度，在相同体积的情况下，水的质量大于油的质量。

    3．密度与该物质组成的物体的质量、体积、形状、运动状态等无关。

考点名称：密度公式的应用

  • 密度公式的应用：
    （1）利用m=ρV求质量；利用V=m/ρ求体积

    （2）对于密度公式，还要从以下四个方面理解
    ①同种物质，在一定状态下密度是定值，它不随质量大小或体积大小的改变而改变。当其质量（或体积）增大几倍时，其体积（或质量）也随着增大几倍，而比值是不变的。因此，不能认为物质的密度与质量成正比，与体积成反比；
    ②具有同种物质的物体，在同一状态下，体积大的质量也大，物体的体积跟它的质量成正比；
    ③具有不同物质的物体，在体积相同的情况下，密度大的质量也大，物体的质量跟它的密度成正比；

    ④具有不同物质的物体，在质量相同的条件下，密度大的体积反而小，物体的体积跟它的密度成反比。

  • 密度公式的应用：
    1. 有关密度的图像问题
    此问题一般是给出质量一体积图像，判断或比较物质密度。解答时可在横坐标(或纵坐标)任选一数值，然后在纵坐标(或横坐标)上找到对应的数值，进行分析比较。
     例1如图所示，是甲、乙两种物质的m一V图像，由图像可知(   )
    A．ρ甲>ρ乙
    B．ρ甲=ρ乙
    C．ρ甲<ρ乙
    D．无法确定甲、乙密度的大小

    解析:要从图像直接看出甲、乙两种物质的密度大小目前还做不到，我们要先借助图像，根据公式ρ =总结规律后方可。
    如图所示，在横轴上任取一点V0，由V0作横轴的垂线V0B，分别交甲、乙两图线于A、B两点，再分别从A、B两点作纵轴垂线，分别交纵轴于m甲、m乙两点。则甲、乙两种物质的密度分别为，ρ乙= ，因为m甲<m乙，所以ρ甲<ρ乙，故C正确。

    2. 密度公式ρ =及变形、m=ρV的应用：
    密度的公式是ρ =，可得出质量计算式m=ρV 和体积计算式。只要知道其中两个物理量，就可以代入相应的计算式进行计算。审题时注意什么量是不变的，什么量是变化的。
    例2某瓶氧气的密度是5kg/m3，给人供氧用去了氧气质量的一半，则瓶内剩余氧气的密度是_____；容积是10L的瓶子装满了煤油，已知煤油的密度是 0．8×103kg/m3，则瓶内煤油的质量是_____，将煤油倒去4kg后，瓶内剩余煤油的密度是______。
     解析：氧气用去一半，剩余部分仍然充满整个氧气瓶，即质量减半体积不变，所以氧气的密度变为 2．5kg/m3。煤油倒去一半后，体积质量同时减半，密度不变。
    答案：2．5kg/m3；8kg；0．8×10kg/m3。

    3. 比例法求解物质的密度
       利用数学的比例式来解决物理问题的方法称之为 “比例法”。能用比例法解答的物理问题具备的条件是：题目所描述的物理现象，由初始状态到终结状态的过程中至少有一个量保持不变，这个不变的量是由初始状态变成终结状态的桥梁，我们称之为“中介量”。
    例3甲、乙丽个物体的质量之比为3：2，体积之比为l：3，那么它们的密度之比为(   )
    A．1：2B．2：1C．2：9D．9：2
    解析：（1）写出所求物理量的表达式：，
    （2）写出该物理量比的表达式：

    （3）化简：代入已知比值的求解：


    密度、质量、体积计算中的“隐含条件” 问题：
      很多物理问题中的有些条件需要仔细审题才能确定，这类条件称为隐含条件。因此寻找隐含条件是解决这类问题的关键。以密度知识为例，密度计算题形式多样，变化灵活，但其中有一些题具有这样的特点：即质量、体积、密度中的某个量在其他量发生变化时保持不变，抓住这一特点，就掌握了求解这类题的规律。

    1．隐含体积不变
    例1一个瓶子最多能装0．5kg的水，它最多能装_____kg的水银，最多能装_____m3的酒精。 ρ水银=13．6×103kg／m3，ρ水=1．0×103kg／m3，ρ酒精= 0．8×103kg／m3)
    解析:最多能装即装满瓶子，由最多装水量可求得瓶子的容积为V=5×10-4m3，则装水银为m水银=13．6×103kg／m3×5×10-4m3=6．8kg。装酒精的体积为瓶子的容积。
    答案6．8；5×10-4

    2. 隐含密度不变
    例2一块石碑的体积为V样=30m3，为测石碑的质量，先取了一块刻制石碑时剔下来的小石块作为样品，其质量是m样=140g，将它放入V1=100cm3的水中后水面升高，总体积增大到V2=150cm3，求这块石碑的质量m碑。
    解析：此题中隐含的条件是石碑和样品是同种物质，密度相同，而不同的是它们的体积和质量。依题意可知，样品体积为：
    V样=V2-V1=150cm3一100cm3=50cm3 =5．0×10-5m3
    得=84t
    答案：84t

    3. 隐含质量不变
    例3质量为450g的水结成冰后，其体积变化了 ____m3。(ρ水=0．9×103kg／m3)
    解析：水结成冰后，密度减小，450g水的体积为，水结成冰后，质量不变，因此冰的体积为=500cm3=5．0×10-4m3，=5．0× 10-4m3一4．5×10-4m3=5×10-5m3。

    合金物体密度的相关计算：
         首先要抓住合金体的总质量与总体积分别等于各种物质的质量之和与体积之和这一特征，然后根据具体问题，灵活求解。
    例两种不同的金属，密度分别为ρ1、ρ2：
    (1)若墩质量相等的金属混合后制成合金，则合金的密度为____。
    (2)若取体积相等的金属混合后制成合金，则合金的密度为_____。
    解析：这道题的关键是抓住“两总”不变，即总质量和总体积不变。在(1)中，两种金属的质量相等，设为m1=m2=m，合金的质量m总=2m，则密度为ρ1的金属的体积V1=，密度为ρ2的金属的体积V2=，合金的体积，则合金的密度
    在（2）中两种金属的体积相等，设为，合金的体积，密度为ρ1的金属的质量m1=，密度为ρ2的金属的质量为，合金的质量m总，合金的密度为。
    答案：
    注意：上述规律也适用于两种液体的混合，只要混合液的总质量和总体积不变即可。

考点名称：固体密度的测量

  • 测量密度的原理：
    原理：由密度公式可知，要测量某种物质的密度，需要测量由这种物质构成的物体的质量的体积。

    测量方法：
    1. 形状规则的固体：质量可用天平测量，体积可直接用刻度尺测长、宽、高等，并利用体积公式算出，如正方体的体积V=a3，圆柱体的体积V=πr2h，长方体的体积V=abc，根据求得密度。

    2. 形状不规则的固体（不溶于水）：
    （1）体积可用“排水法”间接测出
    （2）质量可用天平测量
    ①先在量筒中倒入适量水，读出水的体积V1(水的多少以刚好淹没固体为宜。水过多，放入固体后液面会超过量程；水过少，不能淹没固体)
    ②将固体用细线拴住慢慢放人量筒内水中，并使其全部淹没，此时读出水与固体的总体积V2
    ③由V=V2-V1，得出固体体积。
    最后根据求得密度。

  • Ⅰ方法一：天平量筒法
    例：有一块形状不规则的石块，欲测量它的密度，所需哪些器材并写出实验步骤，并表示出测量的结果。
    分析：用天平和量筒测定密度大于水的物质的密度，可用排水法测体积。
    实验原理：
    实验器材：天平（砝码）、量筒、烧杯、滴管、线、水、石块
    实验步骤：
    （1）用调节好的天平，测出石块的质量m；
    （2）在量筒中倒入适量的水，测出水的体积V1；
    （3）将石块用细线拴好，放在盛有水的量筒中，（排水法）测出总体积V2；
     实验结论：ρ==。
    Ⅱ方法二：助沉法
    例：有一块形状不规则的蜡块，欲测量它的密度，所需哪些器材并写出实验步骤，并表示出测量的结果。
    分析：用天平和量筒测定密度小于水的物质的密度，可用助沉法测体积。
    实验原理：
    实验器材：天平（砝码）、量筒、烧杯、滴管、线、水、蜡块、铁块。
    实验步骤：
    （1）用调节好的天平，测出蜡块的质量m；
    （2）在量筒中倒入适量的水，如图甲将蜡块和铁块用细线拴好，先将测铁块没入水中，测出水和石块的体积V1
    （3）再将蜡块浸没在水中，如图乙。（助沉法）测出水、石块、蜡块的体积总体积V2；
    实验结论：
    注意：物质的密度比水小，放在量筒的水中漂浮，不能直接用量筒测出体积。例题中采用的方法是助沉法中的沉锤法，还可以用针压法，即用一根很细的针，将物体压入量筒的水中，忽略细针在水中占据的体积，则可用排水法直接测出物体的体积了。
    Ⅲ方法三：等浮力法
    例：小明家买的某品牌的牛奶喝着感觉比较稀，因此他想试着用学过的知识测量一个这种牛奶的密度。他先上网查询了牛奶的密度应该为1.03g/cm3，然后他找来一根粗细均匀的细木棒，在木棒的表面均匀地涂上一层蜡，并在木棒的一端绕上一段金属丝（体积不计），做成了一枝“密度计”，小明又找来一个足够深的盛水容器和一把刻度尺，请你帮助小明利用这些器材设计一个测量牛奶密度的方案。要求写出主要的测量步骤并推导出计算牛奶密度的公式（有足量的水和牛奶）。
    实验原理：漂浮条件、阿基米德原理。
    实验器材：刻度尺、粗细均匀的细木棒、一段金属丝、烧杯、水、牛奶。
    实验步骤：
    （1）将一段金属丝绕在木棒的一端，制成“密度计”，用刻度尺测出其长度L；
    （2）将“密度计”放入盛有水的烧杯中，使其漂浮在水中，用刻度尺测出“密度计”露出水面的高度h水；
    （3）将“密度计”放入盛有牛奶的烧杯中，使其漂浮在牛奶中，用刻度尺测出“密度计”露出牛奶液面的高度h牛。
    实验结论：因为“密度计”在水中和在牛奶中，均处于漂浮状态。因此“密度计”在水中和在牛奶中受到的浮力都等于“密度计”的重力。“密度计”的重力不变，所以两次浮力相等。即F牛＝F水，根据阿基米德原理可得：
    ρ牛gV牛排＝ρ水gV水排
    ρ牛gSh牛排＝ρ水gSh水排
    ∵h牛排＝L－h牛h水排＝L－h水
    ∴ρ牛（L－h牛）＝ρ水（L－h水）
    牛奶的密度：
    注意：从给定的器材看，即无量筒，也无天平，此时解题的着眼点就不能局限于利用质量、体积测密度。应该展开丰富的联想，而给出“密度计”，是和浮力有关的，就要联想到利用浮力测液体的密度。这种利用两次浮力相等来测密度，我们简称为“等浮力法”。


    Ⅳ弹簧测力计法（也可称双提法）
    例：张小清同学捡到一块不知名的金属块，将它放到水中可以沉没，现在，小清同学想测出它的密度，但身边只有一支弹簧秤、一个烧杯及足量的水，请你帮她想一想，替她设计一个测量金属块密度的实验过程，写出实验步骤
    分析与解：
            这是一道典型的利用浮力知识测密度的试题。阿基米德原理的重要应用就是已知浮力求体积。它的基本思路就是用弹簧测力计测出浮力，利用水的密度已知，求得物体的体积，即可计算出物体的密度值。
    实验原理：阿基米德原理
    实验器材：一支弹簧秤、一个烧杯及足量的水、金属块、线。
    实验步骤：
    （1）用细线系住金属块，在烧杯中倒入适量的水；
    （2）用弹簧测力计测出金属块受到的重力G；
    （3）用弹簧测力计测出金属块浸没在水中受到的拉力F。
    实验结论：
    注意：利用弹簧测力计提着金属块测一次重力；再提着金属块测一次金属块在水中时弹簧测力计的拉力。因此简称为双提法。这一实验使用的仪器少，操作简单，是常用的测量物体密度的方法。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     
http://www.00-edu.com/html/202005/72477.html十二生肖
十二星座