Question

由某种合金制成的两个大小不同的工艺品，其中一个实心，一个空心。小明为判定哪个是空心的，进行了如下实验。（已知ρ_水 = 1.0 g/cm³，取g = 10 N/kg）
【实验过程】将下列实验步骤中空白处补充完整。
①用弹簧测力计测出小工艺品的重力G₁ = 2 N。
②将挂在测力计下方的小工艺品浸没水中，小工艺品受到        个力的作用，此时测力计的示数F₁ = 1.6 N，则浮力F_浮 =            N。
③用测力计测出大工艺品的重力G₂ = 3 N。
④如图所示，将挂在测力计下方的大工艺品浸没水中，测力计的示数F₂ =           N。

⑤合金的密度ρ  =               g/cm³，则         （选填“大”或“小”）工艺品是空心的。
【拓展应用】空心工艺品空心部分的体积是          cm³。

Answer 1

【实验过程】② 三   0.4    ④ 2.2   ⑤ 5.0   大  【拓展应用】20

② 小工艺品受到重力、弹簧测力计的拉力、水的浮力三个力；F_浮= G₁ -F₁ =0.4N。
④根据测力计读数规律得:2.2N;
⑤大空心工艺品所受浮力：F_浮= G₂ –F₂ =0.8N，由此可知大工艺品体积是小工艺品体积的二倍，同理质量也为二倍关系，事实上，大工艺品质量小，所以大工艺品为空心的；
小工艺品体积为，密度,大工艺品体积，空心部分体积
点评：判断物体是否为空心，解决问题的方法很多，但实质上都是根据密度定义式，比较实际物体与实心物体的质量，体积或密度之间是否存在差异，即，比较质量法、比较体积法和比较密度法，如果存在差异，则实际的物体为空心物体．