小明用装有适量水的薄壁小试管、螺母和细线制成一个测量小石块密度的装置.将此装置放入水中静止时,试管露出水面的高度h1为5cm,如图甲所示;在试管中轻轻放入小石块,此装置在水中静止时,试管露出水面的高度h2为2cm,如图乙所示.已知小石块放入试管前后,试管中的液面差h3为2cm.则石块的密度为______kg/m3.

问题描述:

小明用装有适量水的薄壁小试管、螺母和细线制成一个测量小石块密度的装置.将此装置放入水中静止时,试管露出水面的高度h1为5cm,如图甲所示;在试管中轻轻放入小石块,此装置在水中静止时,试管露出水面的高度h2为2cm,如图乙所示.已知小石块放入试管前后,试管中的液面差h3为2cm.则石块的密度为______kg/m3

比较甲乙两图可知,两次受到的浮力之差就是小石块的重力为G=ρg(h1-h2)Sg×(0.05m-0.02m)SgS×0.03m,
则小石块的质量m=

G
g
=
ρgS×0.03m
g
S×0.03m,
根据小石块放入试管前后,试管中的液面差h3为2cm,所以小石块的体积为V=(h1-h2-h3)S=(0.05m-0.02m-0.02m)V=0.01m×S
则小石块的密度ρ=
m
V
=
ρS×0.03m
0.01m×S
=3×103kg/m3
故答案为:3×103
答案解析:比较甲乙两图可知,试管两次受到的浮力之差就是小石块的重力;进一步求出小石块的质量;
根据小石块放入试管前后,试管中的液面差h3为2cm可以求出小石块的体积;最后利用密度公式求出小石块的密度.
考试点:物体的浮沉条件及其应用;阿基米德原理.

知识点:本题考查重力、浮力和密度的计算,重点是分析上面所给出的图示,利用前后几次的水面的高度差找出等量关系.本题的易错点是在于:容易把“试管中的液面差h3为2cm”当成是小石块放入试管前后,试管中的液面上升的高度,因此,审题是一定要仔细、认真.属于易错题.