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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载中学物理竞赛辅导质量和密度【例 1】天平是等臂的, 如有一架不等臂天平,你能用它测一物体的质量吗?假如能,怎样测?【分析】 天平的制造原理是等臂杠杆的平稳条件,量物体的质量,方法有三种:【解法 1】复称法,其步骤是:如天平不等臂, 只能用间接的方法测将被测物体放于左盘,在右盘中增减砝码使天平平稳;设物体质量为 m0,右盘中砝码总质量为 m1,就有 m0l1=m1l2( l1 、l2 为天平两臂长度)再将被测物体放于右盘,在左盘中增减砝码使天平平稳;设左盘中砝码总质量为 m2,就有 m2l1=m0l2 两式相除并整理得到 m0=
2、 【解法 2】替代法,其步骤是将被测物体放于左盘中,在右盘中增减砝码,调剂游码,使天平平稳;将左盘中被测物体取出,而右盘中砝码及标尺上游码不动;再在左盘中加入另外一些砝码,待天平平稳时, 登记左盘中砝码的总质量,这个质量就是被测物体的质量;【解法 3】减码法,其步骤是在右盘中放肯定质量的砝码(砝码的总质量要大于被测物体的质量),在左盘中放一些小砝码,使天平平稳;将被测物体放在左盘中,削减左盘中的小砝码,使天平复原平稳;所削减的砝码的总质量就等于被测物体的质量;【评注】 在解法 2 和解法 3 中,右盘中的砝码也可用细砂来代替;【例 2】为制作高度为 2 米的英雄塑像,先用同样材料精制一个小样,
3、高度为 20 厘米,质量为3 千克,那么这个塑像的质量将是 _吨;【分析】 由于塑像的高是同样材料精制小样品的 10 倍,就它的体积应是样品的 103 倍,其质量也是样品的 103 倍,所以塑像质量 m=3千克 103=3000 千克 =3 吨;【解】 3 吨;【评注】 此题的关键步骤在于找出塑像体积和样品体积的关系;【例 3】如图 42 所示, A、B 是从同一块厚薄匀称的铁块上裁下来的两块小铁板,其中 A的形状不规章, B 是正方形;给你刻度尺和一架天平(有砝码),你能精确地求出铁板 A 的面积吗?说出你的方法;名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 5 页精选学习资料 -
4、 - - - - - - - - 【分析】 用天平可以分别测出学习必备欢迎下载mA和 mB;由于铁的密度肯定,根A、 B两块铁板的质量据密度学问可知, 两块铁板的质量跟它们的体积成正比;又由于铁板的厚薄匀称,它们的体积之比等于二者的面积之比,正方形 B 的面积可测量算出,就可求出 A 的面积;【解】 先用直尺测出 B 的边长 a,就它的面积 SB=a2,再用天平称出 A、B 两块铁板的质量 mA、mB;铁的密度肯定, 故 又铁板的厚薄匀称; 就 于是有可得铁板 A的面积【评注】 这是一道利用密度学问进行间接测量的例子;学习了密度学问以后,可以用刻度尺和量筒测质量,可以用天平测长度、面积和体积,
5、这样,扩大了测量工具的使用范畴;【例 4】度;某种合金由两种金属构成;它们的密度分别为 1、 2;求以下两种情形下合金的密(1)两种金属的体积相等;(2)两种金属的质量相等;【分析】 合金的总质量等于两种金属质量之和,合金的总体积等于两种金属体积之和;合金的密度就等于合金的总质量与合金的总体积的比值;【解】( 1)当两种金属体积相等时,设v1=v2=v 依据密度公式有m1= 1v1、m2= 2v2 合金的密度=(2)当两种金属质量相等时,设 m1=m2=m,依据密度公式有:名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备
6、欢迎下载合金的密度【评注】 这是求合金的问题、泥沙水问题的一般求解方法;【例 5】依据图 43 所示木块 mV 关系图像,回答以下问题:(1)体积是 4 厘米 3 的木块质量是多少克?(2)木块的密度是多少千克米 3?【分析】 图像上的某点, 它的横坐标、 纵坐标分别表示了某一体积的木块所对应的质量;因此,求出图像上横坐标是 4 厘米 3 的点,它的纵坐标就是体积为 4 厘米 3 的木块的质量;依据密度公式 =mv,已知某一体积时木块的质量,就可以求出木块的密度;由于物质的密度跟它的体积、质量无关,所以,在图线 代入密度公式,就可求出木块的密度;OA上任取一点,求出它的横坐标,纵坐标,【解】
7、在横轴上找到体积是 4 厘米 3 的点, 过这点作横轴的垂线交图线 OA于 A4 点,再过 A4 点,作纵轴的垂线交纵轴于 2 克处,可知体积是 4 厘米 3 的木块质量是 2 克;A4 点的横坐标是 4 厘米 3,纵坐标是 2 克,代入公式 =m V=2克 4 厘米 3=0.5 克厘米 3=0.5 103 千克米 3;【评注】 某物质的 mV关系图像是一条过原点的直线,表示了物质的质量跟体积成正比,说明白密度是物质的一种特性;【例 6】一个瓶子, 假如装满酒精,瓶和酒精的总质量为 1 千克; 假如装满植物油,瓶和植物油的总质量为 1.1 千克; 那么用这个瓶子最多能装多少体积的水?( 洒精=
8、0.8 103 千克米 3; 植物油 =0.9 103 千克米 3);【分析】 瓶子最多能装多少水,是由瓶子的容积来打算的;此题其实就是求瓶的容积;名师归纳总结 装满酒精或植物油时,酒精的体积和植物油的体积是相等的;都等于瓶的容积; 再依据密度、第 3 页,共 5 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载质量、体积关系列出方程组即可求解;【解】 设空瓶质量为 m,瓶的容积为 V;就又 m酒精 = 酒精 V m 植物油 = 植物油 V 将两上式代入、式后式减式得 植物油 V 酒精 V=0.1 千克=0.001 米 3 【评注】 对于此类题通
9、常的方法就是找出等量关系列方程组求解;或利用体积相等,运用比例方法求解;【例 7】一空瓶质量是200 克,装满水后称出瓶和水的总质量是700 克,将瓶中水倒出, 先在空瓶内装一些金属颗粒,称出瓶和金属颗粒总质量是1090 克,然后将瓶内装满水,称出瓶、水和金属颗粒的总质量是 1490 克,求瓶内金属颗粒的密度是多少?可能是什么金属?【分析】 要判定是什么金属,颗粒的质量和体积;就要知道金属的密度,而要知道密度,就要设法算出金属【解】 瓶中装满水时,水的质量:m水 =700 克-200 克=500 克 由此可知瓶的容积:瓶内金属颗粒质量:m金 =1090 克-200 克 =890 克 盛有金属颗粒的瓶装满水时,水的质量:m 水 =1490 克-1090 克=400 克这部分水的体积:名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载瓶中金属颗粒的体积;v 金 =v- v 水 =500 厘米 3-400 厘米 3=100 厘米 3 金属颗粒的密度:查密度表可知,这种金属可能是铜;【评法】 此题实际上介绍了一种测固体(密度大于水,且不溶于水)密度的方法;名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 5 页
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