有关密度知识的应用例题

发布 2019-08-15 10:43:17 阅读 7620

【例1】甲、乙两物体质量相等,已知甲物体积为v0,乙物体的体积v乙=5v甲,甲物密度是乙物密度的4倍,若两物中只有一个空心的,则 [

a.甲物一定是空心的 b.乙物一定是空心的。

c.空心体积是v0 d.空心体积是0.8v0

【解答】b、c。

【例2】一只空瓶质量50g,装满水后总质量是1.3kg,装满某种液体后总质量1.05kg,求这种液体的密度。

求出水的体积即瓶的容积,即可求得液体的密度。

【解答】m水=m水瓶-m瓶=1300g-50g=1250g,m液=m液瓶-m瓶=1050g-50g=1000g。

这种液体的密度是0.8g/cm3

【说明】本题还可以直接应用比例关系求出ρ液而避免瓶容积大小的。

【例3】体育用铅球实际上是铜和铁的混合物。一个质量是8kg的铅球,体积是0.84dm3,求这个铅球内铅的含量是多少?

(ρ铁=7.9×103kg/m3,ρ铅=11.3×103kg/m3)。

铅的含量是4.53kg.

【说明】上述计算中过程比较复杂,也可分成两步,即先求出铅在球中所占的体积,再求铅的质量。解法如下:

m=ρ铁(v-v铅)+ρ铅v铅。

按密度定义,任何物质的密度都是等于单位体积的质量,因此,混合物质的密度等于混合物的总质量与总体积之比。

设某混合物两个部分的质量分别为m1、m2;两部分所占体积v1、

【例4】测得体育课上使用的铅球质量为4千克,体积约为0.57分米3,判断此球是用纯铅制成吗?(铅的密度为11.3×103千克/米3)

【分析】要判断此球是否为纯铅的,需根据已知条件计算出此球的密度值。用此值与物质铅的密度值比较,就可判断此球是否为纯铅的了。

已:m铅球=4千克,v铅球=0.57分米3=0.57×10-3米3,求:ρ铅球=?

铅球不是用纯铅制的。

【例5】有一捆横截面积是2.5毫米2的铜丝,质量为89千克,不用尺子量,计算出这捆铜丝的长度。

【分析】因为物体体积与长度有关系。要计算铜丝的长度,关键要计算出铜丝的体积。根密度知识,可利用ρ=m/v变形计算出体积v。

已知:s铜丝=2.5毫米2=2.5×10-6米2m铜丝=89千克查表知ρ=8.9×103千克/米3,求:v铜丝=?

这捆铜丝的长度是4000米。

【例6】一个瓶子能盛1千克的水,用这个瓶子能盛多少千克的食用油?(ρ食用油=0.9×103千克/米3)。

【分析】要想知道此瓶能盛多少食用油,需计算出瓶的容积。已知这个瓶子能容1千克的水,又瓶子的容积不变。就可推理出v食用油=v水。

已知:m水=1千克,ρ水=1.0×103千克/米3,ρ食用油=0.9×103千克/米3和v食用油=v水,求:m食用油=?

解法一:先求瓶子的容积由ρ=m/v得v=m/ρ

再求此瓶能盛食用油的最大质量由ρ=m/v得m=ρv

所以 m食用油=ρ食用油×v食用油=0.9×103千克/米3×10-3米3

=0.9千克。

答:这个瓶子能盛0.9千克的食用油。

解法二:因为用的是同一个瓶子,说明水和食用油的最大体积相等。即 v食用油=v水。

【例7】某搪瓷盆的质量是0.6千克,搪瓷和铁的总体积是120厘米3,求此盆铁和搪瓷的质量、体积各是多少?(已知p搪瓷=2.4×103千克/米3,p铁=7.8×103千克/米3)

【分析】此题不能用套公式的方法要求,要寻找各物理量之间的关系,建立方程联立求解才可。

【解答】根据题意m搪瓷+m铁=m盆(1)v搪瓷+v铁=v盆(2)

根据密度公式ρ=m/v,把(1)式变开整理,得ρ搪瓷v搪瓷+ρ铁v铁=m盆(3)

将(2)(3)两式联立并代入数值。

解得:v搪瓷=62.2厘米v铁=57.8厘米m搪瓷=149克m铁=451克。

【例8】如果有六块长方形的金属板,它们分别用四种不同的金属制成,只因为物体表面涂满了油漆,肉眼分不清金属板的构成材料。若不把油漆刮去,你有办法按物质类别进行区分吗?

【分析】没有办法直接区别,但借助于实验是可以区分的。因为密度是物质的特性之一,一般来说,不同的物质,密度是不一样的,只要能把密度测出来,就能区分是何种物质。

【解答】通过实验手段,有办法按物质类别进行区分。

a.调节天平,分别测出六块金属板的质量。

b.用刻度尺分别测出六块金属板的长、宽和厚度,并算出它的体积。

c.分别算出六块金属板密度,对照密度表,区分出是何种金属。

【例9】质量11千克的铁球,体积是2分米3,此铁球是实心的还是空心的?

和密度,再与已知数据比较,作出判断。

【解答】解法一:用铁的密度和球的体积计算实心球的质量,即。

m=ρv=7.9×103千克/米3×2×10-3米3

=15.8千克。

因为15.8千克大于11千克,故此铁球是空心的。

解法二:用铁的密度和球的质量计算实心球的体积,即。

由于1.4分米3小于2分米3,故此铁球是空心的。

解法三:根据已知球的质量和体积,算出实心铁球的密度,即。

由于5.5×103千克/米3小于7.9×103千克/米3,故此铁球是空心的。

【例10】一辆汽车最大载重量是30吨,容积是40米3。现要运输钢材和木材两种材料。钢材密度是7.

9×103千克/米3,木材密度是0.5×103千克/米3。问这两种材料怎样搭配才能使这辆车厢得到充分利用?

【分析】汽车运输钢材和木材若不进行适当搭配,分别拉运的话,则拉钢材时肖充分利用车厢的容积,而拉木材时又不能充分利用汽车的最大载重量。要使车厢得到充分利用,应该既达到汽车的最大运载量,又使车厢的空间不浪费,即车上的两种材料的质量之和为30吨,两种材料的体积之和为40米3。

【解答】v木+v钢=v①

ρ木v+ρ钢v钢=m②

将①代入②并化简得:

木材体积v木=v-v钢=40米3-1.4米3=38.6米3,木材便能得到充分利用。

【例11】陈伟同学用托盘天平测量一本书的质量。他设计的具体操作步骤是: [

a.把天平放在水平台上,把游码放在标尺左端的零刻度处。

b.把书放在右盘里,向左盘里加减砝码,并调节游码在标尺上的位置,直到横梁恢复平衡。

c.盘中砝码的总质量加上游码在标尺上所对的刻度值,就等于一本书的质量。

陈伟同学的设计步骤中漏了哪些步骤?哪些操作是不正确的?

【分析】本题综合天平的使用及测量物体质量的方法来进行发散思维。使用托盘天平时,首先要调节天平,使横梁平衡。这一步陈伟同学漏掉了。

测量物体质量时,被测物体只能放在左盘,砝码放在右盘上。

【解答】陈伟同学在第一步后面漏掉了一步:调节横梁两端螺母,使指针指在刻度盘的中线处,这时横梁平衡。

陈伟同学操作有一处不正确:天平左右盘中物体和砝码调错了。

【例12】为了比较准确地测出一堆相同规格的小橡胶垫圈的数量(估计为1000个),最好采用下列哪种方法? [

a.将这些垫圈叠在一起,用刻度尺量出总厚度l,再量出一个垫。

b.将这些垫圈叠在一起,用刻度尺量出总厚度l,再量出10个垫。

c.用天平测出这些垫圈的总质量m,再测出一个垫圈的质量。

d.用天平测出这些垫圈的总质量m,再测出10个垫圈的质量。

【分析】由于垫圈的数量很大,若按a和b两种方法测量,理论上是正确的,但实际上却难以操作,即便能设法量度,但因垫圈很薄,刻度尺精确程度不高,测量结果必然有较大误差。因此,这两种方法是不可取的。天平是较精密的仪器,可以较准确测量物体的质量,但若用方法c测量一个垫圈的质量,由于垫圈质量较小,测量结果的误差也偏大,因此,方法c也不宜采用。

方法d实际上用累积测量的方法测得一个垫圈质量的平均值,误差较小。

【解答】d

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