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10.在工业生产上,我们会利用不同的材料,每种密度也不同,因此可利用密度来鉴别这些材料.水和酒精溶液是最常用来鉴别一些材料的溶液.常见的一些材料的密度见下表:
塑料名称硅橡胶聚甲基戊烯聚丙烯聚异丁烯聚乙烯天然橡胶
密度ρ/(kg•m-30.8×1030.83×1030.88×1030.91×1030.96×1030.98×103
从这些材料中取一小块样品,将其放入盛满水的大烧杯中,有19.6g水从大烧杯中溢出,将其放入盛满58.4%的酒精溶液的大烧杯中,从大烧杯中溢出的酒精溶液只有18g.已知58.4%的酒精溶液的密度ρ=0.9×103kg/m3,通过计算回答:
(1)该样品的重力是多少?
(2)该样品的体积是多少?
(3)该样品是哪种材料的样品?

分析 (1)由表格数据可知样品材料的密度均小于水的密度,则该样品一定漂浮在水中,根据物体漂浮条件和阿基米德原理以及G=mg求出该样品的重力;
(2)根据阿基米德原理求出该样品在58.4%的酒精溶液中受到的浮力,然后与该样品的重力相比较确定所处的状态,再根据密度公式求出排开酒精的体积即为自身的体积;
(3)根据G=mg求出该样品的质量,根据ρ=$\frac{m}{V}$求出该样品的密度,然后根据表格数据得出该样品材料的种类.

解答 解:(1)由表格数据可知,样品材料的密度均小于水的密度,则该样品一定漂浮在水中,
因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,
所以,该样品的重力:G=F浮水
由阿基米德原理可得:F浮水=G排水
所以,该样品的重力:
G=G排水=m排水g=19.6×10-3kg×10N/kg=0.196N;
(2)由阿基米德原理可知,该样品在58.4%的酒精溶液中受到的浮力:
F浮酒=G排酒=m排酒g=18×10-3kg×10N/kg=0.18N,
因该样品在酒精中受到的浮力小于自身的重力,
所以,该样品在酒精中下沉(浸没),排开酒精的体积和自身的体积相等,
由ρ=$\frac{m}{V}$可得,该样品的体积:
V=V排酒=$\frac{{m}_{排酒}}{{ρ}_{酒}}$=$\frac{18g}{0.9g/c{m}^{3}}$=20cm3
(3)该样品的质量:
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{0.196N}{10N/kg}$=0.0196kg=19.6g,
该样品的密度:
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{19.6g}{20c{m}^{3}}$=0.98g/cm3=0.98×103kg/m3
查表可知:该样品是天然橡胶材料的样品.
答:(1)该样品的重力是0.196N;
(2)该样品的体积是20cm3
(3)该样品是天然橡胶材料的样品.

点评 本题考查了学生对密度公式、重力公式、阿基米德原理、物体浮沉条件的掌握和运用,判断出物体所处状态是本题的关键.

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部分参数普通轿车公交车
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