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14.某科学兴趣小组决定测量一块鹅卵石的密度,但是手边的测量工具只有量筒.他们设计了如图所示的实验装置.先把鹅卵石浸没在水杯内的水中,向矿泉水瓶中逐渐加水,当加入225ml的水时,瓶子在如图甲所示的位置平衡.拿掉水杯后,再向瓶中加入150ml的水,此时瓶子在如图乙所示的位置平衡.若不考虑鹅卵石的吸水性,忽略瓶子的质量,则:
(1)鹅卵石在水中受到的浮力为1.5 N.
(2)鹅卵石的密度为2.5×103kg/m3

分析 (1)因为使用的是定滑轮,由图乙可求出石块重;再利用称重法F=G-F求鹅卵石在水中受到的浮力;
(2)求出了受到的浮力,利用阿基米德原理求排开水的体积(鹅卵石的体积);知道鹅卵石重,利用重力公式求鹅卵石的质量,再利用密度公式求鹅卵石的密度.

解答 解:(1)根据定滑轮特点,由图乙得:
G=G=mg=ρVg,
由图甲得鹅卵石在水中受到的浮力:
F=G-F=ρVg-ρVg=ρ△Vg=1.0×103kg/m3×150×10-6m3×10N/kg=1.5N,
(2)由FVg得:V=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1.5N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1.5×10-4m3
由于鹅卵石浸没,则V=V=1.5×10-4m3
鹅卵石的密度:
ρ=$\frac{{m}_{石}}{{V}_{石}}$=$\frac{{ρ}_{水}{V}_{水}}{{V}_{石}}$=$\frac{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×(225+150)×1{0}^{-6}{m}^{-6}}{1.5×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=2.5×103kg/m3
故答案为:(1)1.5;(2)2.5×103

点评 本题综合了定滑轮的特点、阿基米德原理、密度公式、重力公式,学生应通过受力分析将以上知识点加以综合利用.

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