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已知某实心小球是由表中所列出的塑料材料中的一种制成的.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/16 06:33:05
已知某实心小球是由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 尼龙66 塑料王
密度/kg•m-3 0.8×103 0.9×103 0.95×103 1.1×103 2.2×103
为了鉴别该小球究竟是由其中哪一种塑料制成的,某同学设计并进行了以下实验:
(1)把该小球放入盛有足够多酒精的量杯中,松手后,当小球处于平衡状态时,发现量杯内的液面由60mL处升高到90mL处(已知酒精密度是0.8×103kg/m3);
(2)再把该小球放入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,发现量杯内的水面由60mL处升高到87mL处,由以上实验数据,可推知该塑料小球的质量是多大?组成该小球的材料是哪一种?(取g=10N/kg).
已知:V排酒=90ml-60ml=30ml=30cm3=3×10-5m3  V排水=87ml-60ml=27ml=27cm3=2.7×10-5m3 
ρ酒精=0.8×103kg/m3  ρ=1.0×103kg/m3  g=10N/kg
求:ρ=?

小球在酒精中静止不动时,受到的浮力为F浮酒酒精gV排酒=0.8×103kg/m3×10N/kg×3×10-5m3=0.24N;
小球在水中静止不动时,受到的浮力F浮水gV排水=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.7×10-5m3=0.27N.
讨论:(1)如果小球在酒精中漂浮,则它在水中一定也漂浮.小球在酒精和水中的浮力应相等,但F浮酒<F浮水.故小球不可能在酒精中漂浮;
(2)如果小球在酒精中悬浮,则它在水中应漂浮,小球在酒精和水中的浮力应相等,但F浮酒<F浮水.故小球不可能在酒精中悬浮.
所以小球在酒精中肯定沉底,则V=V排酒=30cm3
小球在水中的V排水=27cm3<V,说明小球在水中漂浮.
故G=mg=F浮水=0.27N,
塑料小球的质量为m=
G球
g=
0.27N
10N/kg=0.027kg;
ρ=
m球
V球=
0.027kg
3×10−5m3=0.9×103kg/m3
查表可得小球聚丙烯制成.
答:塑料小球的质量为0.027kg,查表知,小球的材料是聚丙烯.