暑假攻略2020夏八年级物理核心素养特色专题专题十应用浮力测量密度的方法课时作业

专题十应用浮力测量密度的方法
【考点梳理】
▲题型一称重法测量物体的密度
如图1，用弹簧测力计测两次，第一次在空气中，第二次在液体中，两次的差即为浮力大小。

物体未接触水面时，对物体受力分析：物体在竖直方向受到重力和弹簧测力计的拉力保持平衡，因此：
G F =1
当物体浸没于水中后，弹簧测力计的示数为F ，物体在竖直方向受到重力，拉力和浮力的作用保持平衡，对物体进行受力分析：
G F F =+浮
由此得到：F G F -=浮
图 1 图 2
注意：前提是此物体密度比液体密度大，否则无法垂入液体中；物体进入液体时，不能触底，也不能碰壁。

如果物体密度比水小（比如木块），还想测它完全浸没时的浮力，那么，可以用一个密度比较大的物体把木块拖下水。

如图2。

则木块完全浸没所受的浮力为：
21F F G F -+=浮
想一想：如果我们用双簧法测得的浮力，是完全浸没在水中的浮力，而水的密度又已知，那么我们可不可以计算出物体的密度呢？
分析：根据公式排水浮gV F ρ=可知，g
F V 水浮
排ρ=
， 当物体完全浸没在水中时，排物V V =，因此g
F V 水浮
物ρ=
， 又根据公式
浮水
物浮水
水浮物ρρρF G F mg g
F m V m ====
ρ，因此水浮
物ρρF G =，即可求出物体的密度。

课时作业
1．把一重4.74N 的金属块用细线悬挂在弹簧测力计的挂钩上，把它浸没在水中时弹簧测力计的示数是4.14N ，把它浸没在某液体中时弹簧测力计的示数是4.11N ．则下列计算结果错误的是（）
A ．金属块在水中受到的浮力是0.6N
B ．金属块的体积是6×10﹣5m 3
C ．液体的密度是1.05×103kg/m 3
D ．金属的密度是6.9×103kg/m 3
2．弹簧测力计下悬挂一个0.32kg 的重物，把重物完全浸没在水中时，弹簧测力计的示数如图所示，（g 取10N/kg ）。

（1）弹簧测力计的示数为_____N 。

（2）重物完全浸没在水中时受到的浮力为_____N 。

（3）重物的密度为_____kg/m 3。

3．小红利用一个已经调零弹簧测力计、系着细线的石块、一个烧杯和适量的水，设计了如下方案测量待测液体的密度。

图甲、乙、丙是小红正确测量过程的示意图。

石块保持静止时
弹簧测力计的示数分别为F1=3N，F2=2N和F3=2.2N，已知水的密度为ρ水。

（1）根据测量的物理量可知石块浸没在水中时，受到的浮力大小为____N。

（2）根据测量的物理量和已知量，可知石块的密度ρ石=________kg/m3。

（3）根据测量的物理量和已知量，可知待测液体的密度ρ液=________kg/m3。

4．在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数是2.7N．当把零件浸没在水中时，弹簧测力计的示数是1.7N．现把该零件浸没在另一种液体中时，弹簧测力计的示数是1.9N，求：（1）该零件浸没在水中时受到的浮力F浮
（2）该金属零件的密度ρ金；
（3）另一种液体的密度ρ液
5．边长为0.1m的正方体木块，漂浮在水面上时，有2
5
的体积露出水面，如图甲所示。

将
木块从水中取出，放入另一种液体中，并在木块表面上放一重2N的石块，静止时，木块上表面恰好与液面相平，如图乙所示。

取g＝10N/kg，已知水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3。

求：
（1）图甲中木块受的浮力大小；
（2）图甲中木块的重力；
（3）图乙中液体的密度。

参考答案
1．【答案】D
【解析】A ．金属块在水中受到的浮力是：
F 浮水＝
G ﹣F 示1＝4.74N ﹣4.14N ＝0.6N ，
故A 正确，不符合题意；
B ．由F 浮＝ρ水gV 排知道，金属块的体积是：
53
33
0.6N =610m 110kg/m F V V g ρ-=⨯⨯浮排水水＝＝
故B 正确，不符合题意；
C ．由于金属块浸没液体中排开液体的体积是V 排＝V ＝6×10﹣5m 3，所以，金属块受到液体的浮力是：
F 浮液＝
G ﹣F 示2＝4.74N ﹣4.11N ＝0.63N ，
由F 浮＝ρ液gV 排知道，液体的密度是：
33
53
0.63N =
= 1.0510kg/m 10N/kg 610m F gV ρ-=⨯⨯⨯浮液排， 故C 正确，不符合题意；
D ．由G=mg 知道，金属块的质量是：
4.74N =0.47kg 10N/kg
G m g =
= 由=
m
V
ρ知道，金属的密度是： 33
530.474kg =
==7.910kg/m 610m
m V ρ-⨯⨯金 故D 错误，符合题意。

2．【答案】2.40.84×103
【解析】（1）如图测力计，每1N 之间一共分出了5个小格，所以每个小格，即它的分度值0.2N ，弹簧测力计的示数为2.4N ； （2）物体的重力为：
；
根据称重法测量浮力的原理知，重物完全浸没在水中时受到的浮力为：
；
（3）根据可得：
重物的体积为：
重物的密度为：。

3．【答案】1 3×103 0.8×103
【解析】（1）由甲、乙两图可知，石块浸没在水中受到的浮力：F 浮=F 1-F 2=3N-2N=1N ； （2）石块的质量：m ==，
石块的体积：V 石=V 排水=，
石块的密度：ρ石===ρ水=×1×103kg/m 3=3×103kg/m 3；
（3）石块在液体中受到的浮力：F ′浮= F 1- F 3=ρ液gV 排， 待测液体的密度：ρ液=
=
=
×ρ水=
×1×103
kg/m 3
=0.8×103
kg/m 3
．
4．【答案】（1）1N ；（2）2.7×103kg/m 3；（3）0.8×103kg/m 3．
【解析】（1）在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数是2.7N ，即物体的重为2.7N ，浸没在水中时，弹簧测力计的示数是1.7N ．根据称重法测量浮力的原理得浮力为：
2.7N 1.7N 1N F G F 示浮﹣﹣===；
（2）根据F gV ρ=浮液排得零件和体积为：
-43
331N =
==10m 1.010kg/m 10N/kg
F V V g ρ=⨯⨯浮排水 根据
G Vg ρ=得零件的密度为：
33-432.7N 2.710kg/m 10m 10N/kg
G Vg ρ=
==⨯⨯； （3）把该零件浸没在另一种液体中时，弹簧测力计的示数是1.9N ，根据称重法测量浮力的原理得此时的浮力又为：
' 2.7N 1.9N 0.8N F G F '===示浮﹣﹣
根据F gV ρ=浮液排得另一种液体的密度为：
33-43
0.8N 0.810kg/m 10N/kg 10m
F gV ρ'===⨯⨯浮液排． 5．【答案】（1）6N （2）6N （3）0.8×103kg/m 3
【解析】（1）由阿基米德原理可得：F 浮=ρ水V 排g =1.0×103kg/m 3×（0.1m ）3×（12
5
-）×10N/kg=6N；
（2）因为木块漂浮，F 浮水=G =6N ，可得木块重力：G =6N （3）木块的重力：G =6N ，
木块表面上放一重2N 的石块，当它静止时，F '浮=G 总，即ρ液V 木g =G +G 石， 液体的密度：()
33
3
6N 2N ==0.810kg/m 10N/kg 0.1m G G gV ρ++=⨯⨯石液木。