今年小明家种植柑橘获得了丰收。小明想:柑橘的密度是多少呢?于是,他将柑橘带到学校实验室,用天平、溢水杯来测量柑橘的密度。他用天平测出一个柑橘的质量是114g,又用溢水杯测出了一个柑橘的体积是120 cm3。小明测体积的方法是:先用天平称出装满水的溢水杯的总质量是360g,然后借助铅笔使这个柑橘浸没在溢水杯中,当溢水杯停止排水后再取出柑橘,接着测得溢水杯的总质量是240g,然后他算出了一个柑橘的体积V橘=V排=m排/ρ水=120 g/1.0 g/cm3=120 cm3 。
请根据上述实验过程解答下列问题:
(1)溢水杯中排出水的质量是多大?浸没在水中的柑橘受到的浮力是多大?
(2)这个柑橘的密度是多大?
(3)小明用这种方法测出的这个柑橘的密度与它的实际密度比较,是偏大还是偏小?为什么?
⑴120g 1.2N ⑵0.95g/cm3 ⑶ 偏小 实验中,测柑橘的体积,即排开水的体积时,柑橘会带出一部分水,使排开水的质量变大、测得柑橘的体积变大,因此影响到最终的密度测量值偏小。
题目分析:知道溢水杯和水的总质量,知道柑橘浸没拿出后,溢水杯和水的质量,从而求出溢出水的质量;根据F浮=G排=m排g求出柑橘受到的浮力;根据ρ=m/V求出柑橘的密度;
⑴ 柑橘排水质量:
m排=m总-m剩=360g-240g=120g
F浮=G排=m排g=0.12kg×10N/kg= 1.2N
⑵ 由ρ=m/V 可得
柑橘的密度:ρ橘=m橘/V橘=114g/120cm3=0.95g/cm3
⑶ 偏小 实验中,测柑橘的体积,即排开水的体积时,柑橘会带出一部分水,使排开水的质量变大、测得柑橘的体积变大,因此影响到最终的密度测量值偏小。
点评:解决本题的关键是熟知密度公式的计算以及浮力的计算,属于一道综合性的试题,难度较大。