Question

【題目】小明家中有一電子秤，如圖所示，他想利用電子秤、橫截面積為100cm2的柱形玻璃燒杯、石塊、適量水和食用油、細線等進行有關密度、壓強、浮力的探究(不考慮石塊吸入或沾有液體對實驗的影響)。

(1)在燒杯中裝適量的水，他進行了圖中的如圖、3、4所示的操作，其中如圖中石塊浸沒在水中，隨后剪斷細線，讓石塊緩慢沉底，如圖所示。根據圖中實驗數據及所學的物理知識可知石塊浸沒在水中時：細線對石塊的拉力為_________N，石塊排開水的體積為_________cm3。由此可計算出石塊的密度為_________g /cm3。

(2)小明將杯中的水換成相同體積的食用油進行了如圖5、6的操作，其中如圖中石塊浸沒在食用油中對比實驗步驟2、3、5、6，可知石塊浸沒在液體中受到的浮力大小與_________有關。

(3)根據實驗數據可知，食用油的密度為_________g/cm3，杯中食用油的體積_________ cm3，空杯子的質量為_________g。

(4)綜上所述，如圖中細線對石塊的拉力大小為_________N。

Answer 1

【答案】 0.21 15 2.4 液體的密度 0.9 200 105 0.225

【解析】（1）根據圖中3和4實驗數據可知，石塊浸沒在水中時, 電子秤示數減少m＝341g320g＝21g＝0.021kg，則細線對石塊的拉力為F＝mg＝0.21kg10N/kg＝0.21N, 由圖2和3知，石塊所受浮力為F浮＝(320g305g)g＝0.015kg10N/kg＝0.15N,由F浮＝V排得，石塊排開水的體積為V排＝＝1.510-5m3＝15cm3, 由圖2和4知，石塊的質量為m石＝341g305g＝36g，由此可計算出石塊的密度為ρ積木＝＝2.4 g /cm3；（2）由圖5和6知，石塊浸沒在食用油中所受浮力為＝(298.5g285g) ×10N/kg＝0.135N,F浮，石塊浸沒在水中和浸沒在食用油中所受浮力不同，因此石塊浸沒在液體中受到的浮力大小與液體的密度有關。（3）由F浮＝V排可得，食用油的密度油＝＝0.9 g/cm3,由圖1和2知，空杯和水的總質量為3.0g，即：m杯水V＝305g，m杯V＝305g ----------①,由圖1和5知，空杯和食用油的總質量為285g，即m杯ρ油V ＝285g, m杯0.9V ＝285g,--------②,聯立①②解得，m杯＝105g，V＝200cm3，（4）m石＝36g＝0.036kg，G石＝ m石g＝0.036kg10N/kg＝0.36N,則食用油中細線對石塊的拉力＝ G石＝0.36N0.135N＝0.225N,