Question

16．某校科學興趣小組創(chuàng)新實驗能力展示交流活動中，設計了一個“巧妙測出不規(guī)則固體密度”的實驗．該實驗的主要步驟如下：
①將兩個已調好零刻度的彈簧測力計懸掛在鐵架臺下，將一溢水杯和另一空杯用細線拴在測力計下，向溢水杯中加入一定量的水，使水滿過溢水口流入空杯中；
②當水不再流出時，讀出彈簧測力計的讀數(shù)G₁和G₂；
③將一不溶于水的小石塊用細線拴住并慢慢放入溢水杯中，此時溢出的水全部流入另一杯中，當水不再流出時，讀出彈簧測力計的讀數(shù)G₃和G₄；
④根據(jù)以上數(shù)據(jù)，通過計算得出小石塊密度ρ
（1）上述實驗中，他測得G₁=0.94N，G₂=0.40N，G₃=1.2N，G₄=0.5N；
（2）實驗中，小石塊受到的浮力是0.1N．
（3）通過以上數(shù)據(jù)，他得出小石塊的密度是3.6×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （2）小石塊排開水的重力等于右側小杯增加的重力，根據(jù)阿基米德原理求出小石塊受到的浮力；
（3）根據(jù)密度公式ρ=$\frac{m}{V}$計算石塊的密度，則需知道石塊質量和體積；從圖a、b可計算出小石塊的重力G=
G₃+G₄-（G₁+G₂），知道小石塊的重力求出小石塊的質量；知道小石塊排開水的重力，根據(jù)G=mg求出排開水的質量，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$求出排開水的體積，即小石塊的體積．

解答 解：
（2）小石塊排開水的重力：
G_排=0.5N-0.4N=0.1N，
根據(jù)阿基米德原理可知，小石塊受到的浮力：
F_浮=G_排=0.1N；
（3）由圖a、b可計算出小石塊的重力：
G=G₃+G₄-（G₁+G₂）=1.2N+0.5N-（0.94N+0.40N）=0.36N，
小石塊的質量是m=$\frac{G}{g}$=$\frac{0.36N}{10N/kg}$=0.036kg，
小石塊完全浸沒，小石塊的體積：
V=V_排=$\frac{{m}_{排}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{G}_{排}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.1N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=10^-5m³；
則小石塊的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.036kg}{1{0}^{-5}{m}^{3}}$=3.6×10³kg/m³．
故答案為：（2）0.1；（3）3.6×10³．

點評 本題考查了石塊密度的計算，涉及到阿基米德原理、密度公式、重力公式的應用．