V水V=0.999冰1=10,V水=10V冰
V′=V9冰-V水=V冰-10V=1冰10V冰 0.1V冰=22 cm3
V333
石=230 cm—220 cm=10 cm 冰、石悬浮于水中: F浮=G冰+G石
?水g(V冰+V石)=?水g V冰+?水g V石
?水(V冰?V石)??冰?冰石=
?V
石 =1g/cm3?230cm3?0.9g/cm3?220cm3 10cm3 =3.2g/cm3
答案 石块密度为3.2g/cm3
例25 (北京市中考试题)在量筒内注入适量的水,将一木块放入水
中,水面达到的刻度是V1,如图1—5—18(a)所示;再将一金属块投入水中,水面达到的刻度是V2,如图(b)所示;若将金属块放在木块上,木块恰好没入水中,这时水面达到的刻度是V3.如图(c)所示.金属密度?=________.
(a) (b) (c)
图1—5—18
精析 经题是将实验和理论综合,要能从体积的变化,找到金属块的质量和体积.
解 因为?=
mV,所以要求得?,关键是求m和V.比较(a)和(b)图,金属块体积V=V2-V1.
金属块质量可从浮力知识出发去求得.
图(a)中,木块漂浮 G木=F浮木 ①
图(c)中,木块和铁漂浮:G木+G铁=F浮木′ ② ②-① G铁=F浮木′-F浮木
m铁g=?水g(V木—V木排)=?水g(V3—V1) m铁=?水g(V3—V1)
?=
m铁V=
V3?V1V·?水
2?V1答案
V3?V1V·?水
2?V1例26 如图1—5—19所示轻质杠杆,把密度均为4.0×103
kg/m3
的甲、乙两个实心物体挂在A、B两端时,杠杆在水平位置平衡,若将甲物体浸没在水中,同时把支点从O移到O′时,杠杆又在新的位置平衡,若两次支点的距离O O′为OA的
15,求:甲、乙两个物体的质量之比.
图1—5—19
精析 仍以杠杆平衡条件为出发点,若将其中一个浸入水中,杠杆的平衡将被破坏,但重新调整力臂,则可使杠杆再次平衡.
已知:甲、乙密度?=4.0×103
kg/m3
,甲到支点O的距离是力臂lOA,乙到支点的距离是力臂lOB,△l=O O′=15lOA 求:
m甲m
乙 解 支点为O,杠杆平衡:G甲lOA=G乙lOB ① 将甲浸没于水中,A端受的拉力为G—F浮甲,为使杠杆再次平衡,应将O点移至O′点,O′点位于O点右侧. 以O′为支点,杠杆平衡:
(G1甲-F浮甲)(lOA+5lAO)=G1乙(lOB+5lAO) ② 由②得 G661甲5 lAO—F浮甲5 lAO=G乙lOB—5 G乙lAO
将①代入②得
65G65F61甲lAO—浮甲5 lAO=G甲lOA—5G乙lAO 约去lAO,并将G甲、F浮甲,G乙各式展开
661?g V甲-?水g V甲=?水g V甲-?g V乙 5553
3
解 物体在水中受的拉力为G—F浮
拉力做功:W=(G-F浮)(h1—h2) ① 物体在水面静止时:受拉力、重力和浮力
将?=4.0×10kg/m代入,单位为国际单位.
65×4×103V63313甲-5×1×10V甲=4×10V甲-5×4×10V乙 得
V甲V=
2 乙1 又∵ 甲、乙密度相同: ∴
m甲甲m=
?V 乙?V=2 乙1 答案 甲、乙两物体质量之比为2∶1
例27 (北京市中考试题)某人用绳子将一物体从水面下2m深处的地方匀速提到水面0.5m处的过程中,人对物体做功为54J.当将物体拉到
有15体积露出水面时,让其静止,此时绳子对物体的拉力为40N.不计绳子的质量,忽略水的阻力,求物体的密度.(g取10N/kg) 精析 分析物体受力,从做功的公式出发,列出方程. 已知:h1=2m h2=0.5m W=54J V1露=5V, F=40N 求:?
F=G—F浮′ 由①得 G—FWh=54J浮=
=36N
1?h22m?0.5m将G和F浮展开?gV-?水gV=36N 将②式展开?gV-?水gV(V—
15V)=40N ③÷④ (???水)gV36N(??4=40N
5?水)gV???水9??4=
10 5?水?=2.8×103
kg/m3
答案 物体密度为2.8×103
kg/m3
② ③ ④