Question

问一道物理题。

薄壁平底试管的长度为22cm。在试管里面装入适量的细沙后，能在水中直立的漂浮且有12cm的长度露出水面。把质量为25g的石块，用细线栓好并挂在试管下，将挂有石块的试管放在水中静止时，试管有2cm的长度露出水面。已知试管与细沙的总质量为20g，求石块的密度。 g=10N/KG

Answer 1

试管总长度为22cm，把它看成一个圆柱体，当在水中漂浮时有12cm露出水面，则有10cm浸入水中，则V排/V物=10/22。此时F浮=G=mg=0.02Kg*10N/kg=0.2N。则V排=20cm^3(在水中 ，排开100cm^3的水所受的浮力为1N)；则试管的总体积为44cm^3
当试管下部挂一石块时，试管只有2cm露出，则有20cm浸入，此时试管排开水的体积为40cm^3，试管所受的浮力为0.4N，除了受到试管0.4N向上的浮力，还要受到石块的浮力F石，可以把石块和试管看成漂浮，则总浮力等于总重力=G试管+G石块=0.45N 试管的浮力为0.4N ，则石块所受的浮力为0.45N-0.4N=0.05N 用阿基米德公式计算出石头排开水的体积V石排=5cm^3，石块的质量为25g，则石块的密度=5*10^3kg/m^3
说得有点乱，画个图标出受力的示意图就方便了，难得话，慢慢理解下吧

Answer 2

、⑴热水瓶的保温性能与热水量有关吗？ ⑵热水瓶的保温性能与热水量有关。因为盛水越少，保温性能越差。 ⑶方法一：多个水瓶同时测量。a、选择合适的环境，保证环境温度对每个水瓶的影响可忽略不计；b、选取同样性能的热水瓶若干只，对热水瓶编号；c、热水瓶中装满水后，测出水的初温，填入表中；d、依次从热水瓶中倒出不同量的水，保证每个水瓶中的盛水量不同，记录热水瓶盛水量，填入表中；e、经过一段时间后，再次测量水瓶中水的温度填入表中；f、对上述实验记录的数据进行分析、处理。 方法二：同一个水瓶多次测量。a、选取合适的环境，保证每次实验时环境温度对水瓶的影响可忽略不计；b、选择性能可靠的保温瓶；c、在水瓶中装入一定量的水，测出水的初温，记录水瓶中的盛水量，填入表中；d 、经过一段时间后，再次测量水瓶中水的温度填入表中。e、依次往热水瓶中重新装入不同量的水，测量其盛水量、初温与末温，填入表中；f、对上述实验记录的数据进行分析、处理。 ⑷实验记录表格；

实验次数

1

2

3

4

5

6

盛水量（L）

初温（℃）

末温（℃）

t小时温差（℃）

每小时平均温差（℃）

⑸热水瓶的保温性能与盛水量有关。随着热水瓶内水的体积的逐渐减小，水温平均每小时下降量逐渐增大。热水瓶内的水量越小，热水瓶的保温性能越差。 ⑹热水瓶的保温性能与盛水量有关。热水瓶内的水量越小，热水瓶的保温性能越差。热水瓶的保温性能亦与水瓶的质量、水瓶的环境温度有关。

Answer 3

解：有浮力等于排开的水的体积可知，一开始10cm的试管排开了，20g的水（试管和沙的质量）。
后来加上石头（注意石头是挂在下面的，他的体积也产生了浮力）。
加上石头后试管下沉12-2=10cm，可知这部分的试管产生的浮力也是20g。
所以石头靠自身体积产生的浮力相当于是25-20=5g。
也就是说石头质量相当于水的25/5=5倍，
水的密度1g/cm³，
所以石头是5g/cm³。