实验表明:物体在液体中所受的浮力与液体的密度与排开液体的体积有关,除此之外,与浮力有关的现象中与密度也有着千丝万缕的联系,下面老师就对关于密度与浮力相关的题型:利用浮力求密度加以总结,会对大家学习有帮助!

类型一:利用浮力求液体的密度

(1)物体密度大于液体的情况

例:如图,弹簧称下吊着一个铁块,测得铁块重7.9N,将铁块缓慢浸没在某种液体中后,弹簧称的示数为6.8N(g取10N/Kg),查表可知铁的密度是7.9×Kg/m3,求:这种液体的密度。

[解析思路]

从问题出发,要得出液体的密度,就要想到公式:ρ=m/v;

第一步,我们要想办法得到部分液体的质量m液及它对应的体积V液;

第二步:条件中的两次弹簧称的示数可以得出铁块受到的浮力F浮=7.9N-6.8N=1.1N,根据阿基米德原理也就是说,铁块排开1.1N重的这种液体,再根据m=G/g可以得出这部分液体的质量m排;

第三步,我们可以根据铁块的重量求出铁块的质量m铁,再根据密度公式可以计算出铁块的体积,因为铁块全部浸入液体中了,这个体积就是排开液体的体积V排了;

第四步,再根据密度公式计算液体的密度。

解:G排=F浮

=7.9N-6.8N=1.1Nm排=G排/g=1.1N/(10N/Kg)=0.11Kgm铁=7.9N/(10N/Kg)=0.79KgV排=V铁=m铁/ρ铁=0.79Kg÷7.9×Kg/m3=10-4m3ρ液=m排/v排=0.11Kg÷10-4m3=1.1×Kg/m3

或者:

F浮=7.9N-6.8N=1.1Nm铁=7.9N/(10N/Kg)=0.79KgV排=V铁=m铁/ρ铁=0.79Kg÷7.9×Kg/m3=10-4m3根据阿基米德原理公式F浮=ρ液gv排得:ρ液=F浮/(gv排)=1.1N÷(10N/Kg×10-4m3)=1.1×Kg/m3

[针对性练习]

一只鸡蛋的质量是70g,体积是65cm3,把它放入盛有某种液体的杯中它会沉没在杯底,此时它对杯底的压力是0.05N,求这种液体的密度。(答案在文末)

(2)物体密度小于液体的情况

例:一个体积为cm3、质量为g的木块在某种液体中自由漂浮时,浮出总体积的2/5,求这种液体的密度。

[解析思路]

从问题出发,要得出液体的密度,就要想到公式:ρ=m/v。

第一步,我们要想办法得到部分液体的质量m液及它对应的体积V液,

第二步:条件中的木块的质量可以得出这个木块重量G木,由于木块漂浮,根据二力平衡的条件可知F浮=G木

第三步,条件中的木块的密度和质量可以得出这个木块的体积V木,由于木块漂浮时浮出2/5,我们可以知道浸入液体中的部分就是3/5了,所以3/5V木这个体积就是排开液体的体积V排了。

第四步,再根据密度公式计算液体的密度。

解:由于木块漂浮,所以F浮=G排=G木

则:m排=m木=g=0.12Kg

V排=3/5(V木)

=0.6×cm3=cm3

=1.2×10-4m3

ρ液=m排/v排

=0.12Kg÷1.2×10-4m3

=1×Kg/m3

或者:

F浮=G木

=0.12Kg×10N/Kg=1.2N

V排=3/5(V木)

=0.6×cm3

=cm3

=1.2×10-4m3

根据阿基米德原理公式F浮=ρ液gv排得:

ρ液=F浮/(gv排)=

1.2N÷(10N/Kg×1.2×10-4m3)

=1.0×Kg/m3

[针对性练习]

一只鹅蛋质量是80g,体积是78cm3在浓盐水中漂浮时,露出的体积是8cm3,求浓盐水的密度。(答案在文末)

类型二:利用浮力求物体的密度

(一)物体密度大于液体的情况

如图,弹簧称下吊着一个物块,测得它的重量是7.9N,将它缓慢浸没在水中后,弹簧称的示数为6.9N(g取10N/Kg),求:这个物体的密度。

[解析思路]

从问题出发,要得出物体的密度,就要想到公式:ρ=m/v。

第一步,我们要想办法得到这个物体的质量m物及体积V物,

第二步:条件中的两次弹簧称的示数可以得出铁块受到的浮力F浮=7.9N-6.9N=1N,根据阿基米德原理的公式变形就可以得出V排,也就是物体的体积了。

第三步,我们可以根据物体的重量求出物体的的质量m物

第四步,再根据密度公式计算液体的密度。

解:F浮=7.9N-6.9N=1N

V物=V排=F浮/(ρ水g)=1N÷(1.0×Kg/m3×10N/Kg)=10-4m3m物=7.9N/(10N/Kg)=0.79Kgρ物=m物/v物=0.79Kg÷10-4m3=7.9×Kg/m3

[针对性练习]

一只鸡蛋的质量是70g,把它放入一杯酒精(密度是0.8×Kg/m3)中它会沉没在杯底,此时它对杯底的压力是0.14N,求这只鸡蛋的密度。(答案在文末)

(二)物体密度小于液体的情况

例:一个体积为cm3的木块在水中自由漂浮时,浮出总体积的2/5,求这个木块的密度。

[解析思路]

从问题出发,要得出物体的密度,就要想到公式:ρ=m/v。

第一步,我们要想办法得到这个物体的质量m物及体积V物,

第二步,条件中已经告诉我们木块的体积V木=cm3,

第三步:由于木块漂浮时浮出2/5,我们可以知道浸入液体中的部分就是3/5了,所以3/5V木这个体积就是排开液体的体积V排了,根据阿基米德原理,可以计算出木块在水中受到的浮力F浮,由于木块漂浮,根据二力平衡的条件可知F浮=G木,再根据m=G/g求出木块的质量m木。

第四步,再根据密度公式计算木块的密度。

解:V木=cm3=2×10-4m3

V排=3/5(V木)=0.6×cm3=1.2×10-4m3G木=F浮=ρ水gV排=1.0×Kg/m3×10N/Kg×1.2×10-4m3=1.2Nm木=G木/g=1.2N/(10N/Kg)=0.12Kgρ木=m木/v木=0.12Kg÷2×10-4m3=0.6×Kg/m3

或者:由于木块漂浮在水面上,所以

根据阿基米德原理与二力平衡的条件:

G木=F浮=G排水

根据质量与重力的关系进行展开

G木=m木g=ρ木v木g

根据密度的公式进行展开

G排水=m排水g=ρ水v排水g

两边去g

ρ水v排水=ρ木v木

变形

ρ木:ρ水=v排水:v木

木块在水中的体积与总体积的比是:

v排水:v木=3:5

所以:ρ木:ρ水=3:5

得:ρ木=0.6ρ水=0.6×Kg/m3

这样,只要告诉我们一个物体中水中浮出总体积的多少就可以根据水的密度算出物体的密度了!

[针对性练习]

一种密度很小的合金材料在水中漂浮会露出总体积的4/5,它的密度是g/cm3。

(答案在文末)

针对性练习答案:

1×Kg/m3

1.14×Kg/m3

1×Kg/m3

0.2

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