Question

一个铝球的质量是81g，体积是0.04dm³，这个铝球是空心的还是实心的？如果是空心的，空心体积有多少？如果在空心部分注满水银，则总质量是多少？（已知ρ_铝=2.7×10³kg/m³，ρ_水银=-13.6×10³kg/m³）

Answer 1

分析：（1）根据密度公式的变形式V=

m

ρ

求出铝球中铝的体积，再与铝球的实际体积（0.04dm³）相比较，如果相等，则是实心的，如果实心体积小于实际体积，则是空心的；
（2）空心部分的体积等于球的体积减去铝的实际体积，空心部分注满水银时水银的体积和空心部分的体积相等，根据密度公式求出水银的质量，然后加上球的质量即为球的总质量．

解答：已知：V=0.04dm³=40cm³，m₁=81g，ρ_铝=2.7×10³kg/m³=2.7g/cm³，ρ_水银=13.6×10³kg/m³=13.6g/cm³
求：（1）球是否为空心，（2）若为空心，空心部分注满水银时球的总质量m
解：
（1）根据ρ=

m

V

可得，铝球中铝的体积：
V₁=

m1

ρ铝

=

81g

2.7g/cm3

=30cm³，
∵V₁＜V，
∴此球为空心；
（2）空心部分的体积：
V_空=V-V₁=40cm³-30cm³=10cm³，
空心部分注满水银时，水银的体积：
V₂=V_空=10cm³，
水银的质量：
m₂=ρ_水银V₂=13.6g/cm³×10cm³=136g，
此时球的总质量：
m=m₁+m₂=81g+136g=217g．
答：该球是实心的，空心体积为10cm³，空心部分注满水银时球的总质量为217g．

点评：判断物体是否为空心时，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，此题运用的是比较体积法，解题过程中要注意统一使用国际单位制单位．