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〔关键词〕 物理教学;密度;浮力;体积
〔中图分类号〕 G633.7〔文献标识码〕 C
〔文章编号〕 1004—0463(2010)05(B)—0055—01
我们知道任何一种物质都是有密度的,密度是区别不同物质的重要依据,我们可以利用不同物质的密度不同这一特性,在浮力的计算中解决许多问题.
例1一木块漂浮在水面上静止时有■的部分浸在水中,如图1所示,则该木块的密度是多少?( 已知水的密度是1.0×103 kg/m3 )
解:假设该木块的体积是V,浸入水的体积是V1,则V排=V1=■V
由阿基米德原理可得F浮=G
木块受到的重力为G=F浮=ρ木 gV排
木块在水中受到的浮力F浮=ρ水gV排 =■ρ水gV
因为F浮=G ,则ρ木 gV=ρ水gV排=■ρ水gV
解得 ρ木=■ρ水=0.6×103kg/m3
从上面的结果可以看出木块的密度、木块的总体积和木块浸入水中的体积有如下的关系:
物质的密度=■×ρ液
例2某物体放入酒精中,静止时露出液面的体积是总体积的■,则该物体的密度是多少?(ρ酒=0.8×103kg/m3)
解:该物体露出液面的体积占总体积的■,浸入酒精中的体积占总体积的■,则
ρ物=■ρ酒精=■×0.8×103kg/m3=0.32×103kg/m3
例3如图2所示.两个用不同材料做成的实心球A和B放入水中,平衡后露出水面的体积是各自体积的■和■,则A、B两球的密度之比是多少?
解:A物体的密度是ρA =■ρ水
B物体的密度是ρB =■ρ水
则ρA∶ ρB =■ρ水∶■ρ水=3∶2
例4一个密度均匀的长方体木块漂浮在水面上,如图3所示,若现在把木块的下部分截去,则剩下的木块将如何变化?
分析:因为物体是均匀的,则木块各处的密度相等,木块的密度和水的密度都是不变的,即浸入水中的体积在总体积中所占的比例是不变的.因此,截去一部分后,浸在水中的体积在剩余体积中所占的比例和未截之前是相等的,所以截去一部分后木块会下沉一些.
例5已知冰的密度是0.9×103kg/m3,将边长为0.1m的立方体实心冰块放入水中,静止后冰块露出水面的部分是多少?
解:假设该冰块的总体积是V,浸在水中的体积是V2,则露出水面的体积V1=V—V2 .而V2=ρ冰/ρ水×V,则
V=L3=0.13m3
V2=(ρ冰/ρ水)·V
=0.14m3
V1=V-V2=0.9×0.13m3
从上面的几个例子中我们不难看出此方法的优点,但在使用时要注意物体必须是实心的且是漂浮在液体表面上的.
〔中图分类号〕 G633.7〔文献标识码〕 C
〔文章编号〕 1004—0463(2010)05(B)—0055—01
我们知道任何一种物质都是有密度的,密度是区别不同物质的重要依据,我们可以利用不同物质的密度不同这一特性,在浮力的计算中解决许多问题.
例1一木块漂浮在水面上静止时有■的部分浸在水中,如图1所示,则该木块的密度是多少?( 已知水的密度是1.0×103 kg/m3 )
解:假设该木块的体积是V,浸入水的体积是V1,则V排=V1=■V
由阿基米德原理可得F浮=G
木块受到的重力为G=F浮=ρ木 gV排
木块在水中受到的浮力F浮=ρ水gV排 =■ρ水gV
因为F浮=G ,则ρ木 gV=ρ水gV排=■ρ水gV
解得 ρ木=■ρ水=0.6×103kg/m3
从上面的结果可以看出木块的密度、木块的总体积和木块浸入水中的体积有如下的关系:
物质的密度=■×ρ液
例2某物体放入酒精中,静止时露出液面的体积是总体积的■,则该物体的密度是多少?(ρ酒=0.8×103kg/m3)
解:该物体露出液面的体积占总体积的■,浸入酒精中的体积占总体积的■,则
ρ物=■ρ酒精=■×0.8×103kg/m3=0.32×103kg/m3
例3如图2所示.两个用不同材料做成的实心球A和B放入水中,平衡后露出水面的体积是各自体积的■和■,则A、B两球的密度之比是多少?
解:A物体的密度是ρA =■ρ水
B物体的密度是ρB =■ρ水
则ρA∶ ρB =■ρ水∶■ρ水=3∶2
例4一个密度均匀的长方体木块漂浮在水面上,如图3所示,若现在把木块的下部分截去,则剩下的木块将如何变化?
分析:因为物体是均匀的,则木块各处的密度相等,木块的密度和水的密度都是不变的,即浸入水中的体积在总体积中所占的比例是不变的.因此,截去一部分后,浸在水中的体积在剩余体积中所占的比例和未截之前是相等的,所以截去一部分后木块会下沉一些.
例5已知冰的密度是0.9×103kg/m3,将边长为0.1m的立方体实心冰块放入水中,静止后冰块露出水面的部分是多少?
解:假设该冰块的总体积是V,浸在水中的体积是V2,则露出水面的体积V1=V—V2 .而V2=ρ冰/ρ水×V,则
V=L3=0.13m3
V2=(ρ冰/ρ水)·V
=0.14m3
V1=V-V2=0.9×0.13m3
从上面的几个例子中我们不难看出此方法的优点,但在使用时要注意物体必须是实心的且是漂浮在液体表面上的.