(2013?河北)由某种合金制成的两个大小不同的工艺品,其中一个实心,一个空心.小明为判定哪个是空心的

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  • 实验过程:

    ②对浸没水中的小工艺受力分析可知,小工艺品受到竖直向下的重力和竖直向上绳子的拉力、液体的浮力,故小工艺品受到三个力的作用;

    根据称重法可知,小工艺品受到的浮力F=G1-F1=2N-1.6N=0.4N;

    ④图中弹簧测力计的分度值为0.2N,测力计的示数F2=2.2N;

    ⑤大工艺品受到的浮力F′=G2-F2=3N-2.2N=0.8N,

    ∵两者完全浸没,

    ∴根据阿基米德原理可得,两者排开液体的体积即合金的体积:

    V1=

    F浮

    ρ水g=

    0.4N

    1.0×103kg/m3×10N/kg=4×10-5m3,V2=

    F′浮

    ρ水g=

    0.8N

    1.0×103kg/m3×10N/kg=8×10-5m3

    两者的密度:

    ρ1=

    m1

    V1=

    G1

    V1g=

    2N

    4×10?5m3×10N/kg=5×103kg/m3=5g/cm3,ρ2=

    m2

    V2=

    G2

    V2g=

    3N

    8×10?5m3×10N/kg=3.75×103kg/m3=3.75g/cm3

    ∵ρ1>ρ2

    ∴合金的密度为5g/cm3,大工艺品是空心的;

    拓展应用:

    大工艺品中合金的体积:

    V=

    m2

    ρ合=

    G2

    ρ合g=

    3N

    5×103kg/m3×10N/kg=6×10-5m3

    空心工艺品空心部分的体积:

    V=V2-V=8×10-5m3-6×10-5m3=2×10-5m3=20cm3

    故答案为:

    实验过程:②三;0.4;④2.2;⑤5;大;

    拓展应用:20.