【欢欢利用小试管】欢欢利用小试管、螺母和细线制成一个...

发布时间:2021-04-04 20:51:20

欢欢利用平底试管、小螺母和细线制成一个“土密度计”,用如图所示的方法测量液体的密度.“土密度计”在酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)中静止时露出液面的高度为2cm,“土密度计”在水中静止时露出水面的高度为3cm,“土密度计”在硫酸铜溶液中静止时露出液面的高度为3.8cm.则此硫酸铜溶液的密度为kg/m3.(螺母的体积忽略不计)

网友回答

【答案】 土密度计在水、酒精、硫酸铜溶液中都处于漂浮状态,所以浮力都等于重力,浮力相等.
  即:F水=F酒=F硫酸铜=G
  设密度计平底试管的横截面积为S,长度为L
  则:V排水=S(L-3cm)、V排酒=S(L-2cm)、V排硫=S(L-3.8cm)
  由阿基米德原理得:
  F水=ρ水gV排水=ρ水gS(L-3cm)=1×103kg/m3gS(L-3cm)                 ①
  F酒=ρ酒gV排酒=ρ酒gS(L-2cm)=0.8×103kg/m3gS(L-2cm)      ②
  F硫酸铜=ρ硫酸铜gV排硫=ρ硫酸铜gS(L-3.8cm)                  ③
  因为:F水=F酒
  所以:1×103kg/m3gS(L-3cm)=0.8×103kg/m3gS(L-2cm)
  解得:L=7cm
  因为:F水=F硫酸铜
  所以:1×103kg/m3gS(L-3cm)=ρ硫酸铜gS(L-3.8cm)
  即:1×103kg/m3gS(7cm-3cm)=ρ硫酸铜gS(7cm-3.8cm)
  解得:ρ硫酸铜=1.25×103kg/m3
  故答案为:1.25×103kg/m3
【问题解析】
土密度计无论是在水中还是在酒精、硫酸铜溶液中,始终处于漂浮状态,由物体的浮沉条件可知,浮力始终等于重力.也就是说土密度计在这三种液体中受到的浮力相等.就可以得到关于浮力的两个等式F水=F酒;F水=F硫酸铜.从密度计露出液面高度的变化可以反映出V排的不同,利用阿基米德原理分别把浮力表示出来,代入关于浮力的两个等式.从此入手即可. 名师点评 本题考点 液体密度的测量;浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用. 考点点评 此题要抓住两个关键点①土密度计在水、酒精、硫酸铜溶液中浮力相等;②密度计露出液面高度的变化可以反映出V排的不同.
【本题考点】
液体密度的测量;浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用. 考点点评 此题要抓住两个关键点①土密度计在水、酒精、硫酸铜溶液中浮力相等;②密度计露出液面高度的变化可以反映出V排的不同.
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