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1、二、质量和密度 【习题16】 一列长100 m的队伍在前进，队尾的通讯员接到命令，立即快速赶到队首，然后以同样的速度返回队尾。当通讯员回到队尾时，这列队伍又前进了100 m的路程。如果通讯员和队伍在这段时间内各自的速度大小不变，问通讯员一共走了多少路程?(策略开放) 解得：s=(1+)100242m实心物块，如图所示。利用上述条件，你能想出哪些与物块有关的物理量，并用已知条件表达出来?(结论开放) 【分析】 根据题设条件，联想所学的物理知识，可计算出物块的体积、质量、重力、物块对桌面的压力、桌面对物块的支持力、物块对桌面的压强、桌面对物块的压强、大气对物体上表面产生的压力等物理量。 【答案】
2、(1)物块的体积：V=a3 (2)物块对桌面的压力：F=G=pa3g (3)物块的质量：m=a3 (4)桌面对物块的支持力：N=G-pa3g (5)物块的重力：G=pa3 g (6)物块对桌面的压强：P=ag 【习题20】 1m3水结冰后体积有多大?(策略开放) 【分析】质量不随状态改变而改变是解答此题的关键，可直接利用密度公式求冰的体积，也可利用质量不变的等量关系来求解。 【答案】11m3 【习题2l】 在一药品说明书上标有如下内容：硝酸异山梨酯片(消心痛)5 mg100片，用法：病情发作时舌下含化，一次51O mg，一日2-3次。请问病人一次服用多少片。(条件开放) 【分析】 隐含条件为每
3、片药的质量为5 mg。 【答案】病人一次服用12片。 【习题22】 甲、乙两个实心球，已知甲的体积大于乙的体积。有关甲、乙两球的质量和密度的关系，可能存在哪些情况?(综合开放) 【答案】 甲乙，m甲m乙；甲=乙，m甲m乙；甲乙，m甲m乙；(D 甲乙，m甲=m乙；甲 m乙。 【习题23】 有一个形状不规则的铁块，请设计三种原理不同的方案，测出铁块的体积。要求写出步骤并直接写出计算铁块体积的表达式。(器材自选)(策略开放) 【分析】 可用量筒、水测量体积，也可根据质量、密度、体积的关系或浮力的关系测量。 【答案】 方法一：需量筒、铁块、水。步骤：在量筒中注入适量的水，记下水面对应的体积刻度V1；将
4、铁块用细线系好浸没在水中，记下水面所对的刻度值V2，则V铁=V2-V1。 方法二：需天平、铁块。步骤：用天平称出铁块的质量m铁；根据密度公式求出铁块的体积V=m铁/铁。 方法三：需弹簧秤、铁块、烧杯、水。步骤：用弹簧秤称出铁块在空气中的重力G；将铁块全部浸入烧杯内的水中，用弹簧秤称出铁块在水中的视重G；铁块在水中所受的浮力F浮=G-G=水gV铁，所以V铁=。【习题24】 小货车一次最大载货量为12 t，车自重9 800 N。拉货途中经过一标有2 t字样的桥梁，如图所示，需运几趟才能把总重为9408104 N的货运完?(策略开放) 【分析】 解决此题要根据一次通过桥的车、货总质量不得超过2 t入
5、手。 【答案】 方法一：因为卡车自重9 800 N， 所以车的质量为 1000kg 因为桥梁的载重量为2 t=2 000 kg 所以车装载的货物的质量不得超过m货=2 000 kg一1000 kg=1000 kg，此值小于12 t，没有超载。 因为货物总重为9408 104 N，即 m总=9408 104 N 9 600 kg9 m总=g=08 Nkg=9 000 kg 所以车运货次数为N= 600 N=10(次) 方法二：因为桥梁的载重量为2 t=2 000 kg 所以过桥的总重量不能超过G=mg=2 000 kg 98 mkg=19 600 N，而车重9 800 N，故 过桥的货物重量不能
6、超过G货=G总一G车=19 600 N一9 800 N=9 800 N 所以车运货次数为10(次) 答：需要10次。 【习题25】 水平地面上有一个质量为m、边长为L的实心正方体A。它在水平拉力F的作用下作匀速运动，在时间t内通过的距离为s，如图所示，请你根据所学的力学知识，写出与物体A有关的物理量，并用题目给出的已知量写出其计算表达式。(结论开放) 【分析】 根据已知条件质量m、边长L、水平拉力F，在时间 f内通过的距离为5，根据所学物理公式能写出很多的物理量。【答案】 公式略(1)物体A所受的重力G (2)物体A的面积S (3)物体A的体积V， (4)物体A的密度P， (5)物体A对地面的
7、压强P， (6)物体A受到的摩擦力f， (7)地面对物体A的支持力N1， (8)物体A对地面的压力N2， (9)外力F对物体A做的功Wl， (10)外力F对物体A做的功的功率P， (11)物体A作匀速直线运动的速度v， (12)重力G对物体A做的功， (13)地面支持力对物体A做的功 【习题26】 用密度为70103 kgm3的铸铁浇铸一个铸件，现测得这个铸件的质量是28 kg，体积是05 dm3，那么这个铸件内有无气泡?(策略开放) 【分析】 可以通过比较密度、质量、体积来判断铸件内有无气泡。 方法一：因为p=mV， 所以研铸=70103 kgm305103 m=35 kg2，8 kg，所以
8、铸件内有气泡。 方法二：因为p=mV， 所以V=04 dm305 dm3，所以铸件有气泡。 方法三：P=mV=56103 kgm370103 km3，所以铸件有气泡。 【习题27】 到副食店打豆油或买酱油时，售货员用一种叫“提子”的容器，如图111所示，豆油和酱油的提子不同，如果豆油提子坏了，售货员用酱油提子代替，那么副食店和顾客谁吃亏了?(策略开放) 【分析】 已知酱油的密度大于豆油的密度，可通过质量相等时比较体积或体积相等时比较质量的方法来判断。 【答案】 酱油的密度大于豆油的密度，由 m=PV可知，体积相同时，豆油的质量小于酱油的质量，所以顾客吃亏了；由V=m/可知，质量相同时豆油的体积
9、大于酱油的体积，所以顾客吃亏了。 【习题28】 某同学在做“用天平和量筒测石块密度”的实验时，所用的器材有天平、量筒、石块、烧杯、水和细线。实验中，该同学不小心把量筒打碎了，实验仍要进行下去，你能帮助他测出石块的体积吗?请你设计出两种方法。(不得增加器材)(策略开放) 【分析】 可利用石块排开水的质量和水的密度来间接求石块的体积，也可利用浮力的方法来求石块的体积。 【答案】 方法一：将烧杯中盛满水，用天平称出烧杯和水的总质量m1。把石块用细线拴好将其全部浸入水中。取出石块后，用天平称出烧杯与剩余水的质量m2。石块排开水的质量为m=m1一m2，石块的体积等于被其排开水的体积，即V石= V排=。
10、方法二：在烧杯中注入适量的水，用天平称出烧杯和水的质量m l。用细线把石块系好后将石块全部浸入水中，且石块不与烧杯任何部位接触，称出此时的质量m 2；则石块浸没在水中时受到的浮力F浮=(m2m1)g,V石= 【习题29】 为什么用天平测质量时总是左盘放物体，右盘放砝码?能不能调换一下?(条件开放) 【分析】 解此题的关键是认识天平是等臂杠杆的应用。 【答案】 天平的游码在左边，当游码向右移动时，相当于给右盘内加砝码。天平标尺的刻度是根据一般人习惯用右手而设计的。可以调换，这时使游码向右移动不是向左盘加砝码，而是减砝码，使用不方便。 【习题30】 正北牌方糖是一种由细白砂糖精制而成的长方体糖块，
11、为了测出它的密度，除了一些这种糖块外，还有下列器材：天平、量筒、毫米刻度尺、水、白砂糖、小勺、镊子、玻璃棒，利用上述器材可有多种测量方法，你能想出几种方法?要求写出：测量的主要步骤及所测物理量；用测得的物理量表示密度的式子。(策略开放) 【分析】 可充分利用所学的知识，根据所给的器材设计测量方法。 【答案】 方法一：用天平测出几块(例如三块)方糖的质量m，用毫米刻度尺测出其中一块方糖的长a、宽b、高c，则方糖的密度=。 方法二：用天平测出三块方糖的质量m，向量筒中倒入适量的水，再倒入白砂糖，使之成为饱和溶液，记下饱和溶液的体积V1，将三块方糖放入量筒中并迅速读出饱和溶液和方糖的体积V2，则密度
12、=。 方法三：用天平测出三块方糖的质量m，把三块方糖放入量筒中，再倒人适量白砂糖埋住方糖，晃动量筒，使白砂糖的表面变平，记下白砂糖和方糖的总体积V1；用镊子取出方糖，摇晃量筒使白砂糖表面变平，记下白砂糖的体积V2，则密度= 方法四：用天平测出三块方糖的质量m，向量筒中倒入适量的水，记下水的体积V1，把三块方糖放入量筒内的水中，迅速读出水和方糖的总体积，则密度=。(此种方法在操作上，应迅速读出放在水中时方糖与水的总体积，时间一长糖将溶化则体积不准确) 【习题31】 请写出测盐水密度的三种方法。写出每种方法需要的器材、实验步骤及相应的数学表达式。(综合开放) 【分析】 要测盐水的密度必须想办法知道
13、盐水的体积和质量。 【答案】 方法一：器材：天平、砝码、量筒、烧杯、盐水。步骤：用天平测出烧杯和盐水的总质量m1；把烧杯中盐水倒入量筒中一部分，记下体积V；用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量m2，则盐水密度=。 方法二：器材：弹簧秤、小桶、水、盐水。步骤：用弹簧秤测出小桶的重力G1；用弹簧秤测出小桶装满水的重力G2，则小桶的体积为v=；用弹簧秤测出小桶装满盐水后的重力G3，则盐水的质量为m=，则密度=。 方法三：器材：形状规则的木块、刻度尺、烧杯、盐水和弹簧秤。步骤：用弹簧秤测出木块的重力G木；把木块放人盐水中，木块漂浮，用刻度尺测出木块浸入盐水中的体积V排，则F浮=G木，盐水密度=。 方法四：
14、利用密度计。 【习题32】在做测定盐水密度的实验时，甲、乙、丙三个同学设计了不同的实验方案。其中甲、乙两同学的实验步骤如下表所示。老师对这两种方案分析后指出：其中一种方案导致测量值比实际值偏大，另一种方案导致测量值比实际值偏小，而丙同学的方案是最好的。请你在下列表格中填写出丙同学的方案。甲、乙两同学的方案中，谁的方案导致测量值比实际值偏大?(条件开放) 甲同学 乙同学丙同学步骤一测出空玻璃杯的质量m1测出空玻璃杯的质量m1步骤二测出装有盐水的玻璃杯的质量m2将适量的盐水倒入量筒中，测出盐水的体积V步骤三将玻璃杯中的盐水全部倒入量筒中，测出盐水的体积V将量筒中的盐水全部倒入玻璃杯中，测出总质量m2步骤四计算出盐水的密度计算出盐水的密度【分析】 影响测定密度的误差因素有质量和体积测定两个方面。在实际测量中，盐水能沾到容器上，这是实验时必须充分考虑的。 【答案】 甲同学的方案导致的测量值比实际值偏大 丙同学步骤一将适量的盐水倒入玻璃杯中，测出盐水的质量m1步骤二将玻璃杯中的盐水倒入量筒中，测出盐水的体积V步骤三
