已知某实心小球是由下表中所列出的塑料材料中的一种制成的.
| 塑料名称 | 聚甲基戊烯 | 聚丙烯 | 聚乙烯 | 聚苯乙烯 |
| 密度(kg/m3) | 0.83×103 | 0.9×103 | 0.95×103 | 1.05×103 |
器材:量杯、酒精(密度为0.8×103 kg/m3,足够多)、水(足够多).
实验步骤:
试题答案
解:(1)把该小球放入盛有足够酒精的量杯中,松手后,当小球处于平衡状态时,发现量杯内的液面由v1处升高到v2处(已知酒精的密度为0.8×103kg/m3).
因为表中所列出的塑料材料的密度都大于酒精的密度,故不管小球是何种塑料制成的放入酒精中都要浸没,当小球处于平衡状态时,发现量杯内的液面由v1处升高到v2处,所以有:v球=v排=v2-v1.
(2)把该小球放另一只盛有足够多水的量杯中,松手后,当小球处于平衡状态时:
①如果小球沉底,说明制成小球的塑料的密度大于水的密度,由表中数据可知是聚苯乙烯.
②如果小球悬浮或漂浮,说明制成小球的塑料的密度小于水的密度,此时:G球=F浮=ρ水gV排,若量杯内的液面由v3处升高到v4处,则:v排=v4-v3.
∴m球==ρ水v排=ρ水(v4-v3).
根据密度公式ρ=可计算小球的密度:
ρ球==?ρ水,
对照表中数据即可知道小球是由何种塑料制成的.
试题解析
掌握物体的浮沉条件和密度公式的应用是解决此题的关键.
(1)由表中所列出的塑料材料的密度都大于酒精的密度,故不管小球是何种塑料制成的放入酒精中都要浸没,据此可把小球放入盛有酒精的量杯中求出小球的体积.
(2)把小球放入盛有水的量杯中,如果小球沉底,说明制成小球的塑料的密度大于水的密度;如果小球悬浮,说明制成小球的塑料的密度小于水的密度,可根据阿基米德定律求出小球的质量.
(3)根据密度公式可求小球的密度,对照表中数据即可判断出制成小球的材料.
点评:本题既是一道实验设计题,又是一道开放题.需要同学们在做题时多读几遍题目,认真思考,寻找便捷、合理的解题方法,培养综合解答问题的能力.
