小明来到索有“*死海”之称的新疆达坂城盐湖游玩,看到游客能漂浮在湖面,便利用随身携带的砝码盒以及长方体有盖铁...
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小明来到索有“*死海”之称的新疆达坂城盐湖游玩,看到游客能漂浮在湖面,便利用随身携带的砝码盒以及长方体有盖铁皮罐、细线、沙石、水等物品探究湖中盐水的密度.(g取10N/kg)
①取一根细线与铁皮罐等高,通过对折细线找到铁皮罐一半高度位置,并作记号.
②在铁皮罐内加入适量沙石并加盖密封,使之漂浮时一半浸入水中.
③在铁皮罐上加砝码,直至铁皮罐恰好浸没在水中.
④将该铁皮罐放入盐水中,加砝码,直至铁皮罐恰好浸没在盐水中.
问:(1)铁皮罐的体积有多大?
(2)铁皮罐和沙石的总重有多大?
(3)盐水的密度有多大?
【回答】
解:(1)由②图可知:一半浸入水中漂浮时受到的浮力F浮1=ρ水V排1g=ρ水×V罐g,
在铁皮罐上加砝码铁皮罐恰好浸没在水中受到的浮力F浮2=ρ水V排2g=ρ水×V罐g,
由于铁皮罐处于漂浮,则F浮1=G罐,F浮2=G罐+G砝码1,
所以,F浮2﹣F浮1=G砝码1,
即ρ水×V罐g﹣ρ水×V罐g=G砝码1,
则V罐=====1×10﹣3m3;
(2)一半浸入水中漂浮时受到的浮力F浮1=ρ水V排1g=ρ水×V罐g=1.0×103kg/m3××1×10﹣3m3×10N/kg=5N,由于铁皮罐漂浮在水面上,则G总=F浮1=5N.
(3)将该铁皮罐放入盐水中,铁皮罐恰好浸没在盐水中时处于漂浮,则根据漂浮条件可得:
F浮3=G罐+G砝码2,
即:ρ盐水V罐g=G罐+G砝码2,
所以ρ盐水====1.2×103kg/m3.
答:(1)铁皮罐的体积有1×10﹣3m3;
(2)铁皮罐和沙石的总重有5N.
(3)盐水的密度有1.2×103kg/m3.
知识点:物体的浮沉条件及应用
题型:计算题
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