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小东同学有一块质量是60g的奇特的小石头,他学习了浮力的知识后,想测出这石头的密度.小东做法如下:他用细绳系住石头,把石头慢慢放入深为8cm的盛满水的烧杯中,直到浸没,如

时间:2018-05-19
小东同学有一块质量是60g的奇特的小石头,他学习了浮力的知识后,想测出这石头的密度.小东做法如下:他用细绳系住石头,把石头慢慢放入深为8cm的盛满水的烧杯中,直到浸没,如图所示,同时有部分水从烧杯中溢出,他用天平测出了溢出的水质量为30g . 请你帮他计算:(取水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)小石头没有放入烧杯前,烧怀底受到水的压强是多大?
(2)小石头浸没在水中时受到的浮力是多大?
(3)小石头的体积有一半浸入水中时,细绳的拉力是多大?
(4)小石头的密度是多大?
正确答案:
解:
(1)烧杯底受到水的压强是: P=ρ水gh=1.0×103kg/h×10N/kg×8×10-2m=8×102Pa;
(2)小石头浸没在水中时受到的浮力:F浮=G排=m排g=30×10-3kg×10N/kg=0.3N
(3)细绳的拉力是:F拉=G石-F浮/2 =m石g- F浮/2 =60×10-3kg×10N/kg-0.3N/2 =0.45N;
(4)小石头浸没在水中时,小石头的体积是: V石=V排=F浮/ρ水g= 0.3N/(1.0×103kg/m3×10N/kg) =3×10-5m3 小石头的密度: ρ石=m石/V石=60×10-3kg/(3×10-5m3) =2.0×103kg/m3。
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