AP物理2:密度和比重

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例子问题

问题1:密度和比重

一个有尺寸的小冰箱里的空气质量是多少通过通过

可能的答案:

正确答案:

解释

写出密度公式。

空气的密度为:

以米为单位计算冰箱的体积。从给了。

求出空气的质量。

问题1:密度和比重

假设一个由一种神秘物质组成的立方体挂在一根绳子上,同时也浸没在水中。如果立方体不动,边长为8cm,弦上的张力等于15N,这个神秘物质的比重是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

要回答这个问题,最好先画一个自由体图,这样我们就可以确定作用在立方体上的力。因为立方体浸没在水中,但没有加速,我们知道,我们处理的是没有合力作用在立方体上的情况。在向上的方向上,我们有由绳子上的张力和排开的水的浮力引起的力。在向下的方向上,我们有立方体本身的重量。

为了计算浮力,我们需要计算立方体的体积来确定排水量。由于立方体完全被淹没,立方体的体积将恰好等于排开的水的体积。

接下来,将这个值代入上述立方体质量方程。

现在我们已经找到了立方体的质量,我们可以用这个值除以它的体积来得到它的密度。

最后,因为我们知道了立方体的密度,我们可以通过用它的密度除以水的密度来计算它的比重。

问题3:密度和比重

一个木筏漂浮在淡水湖上它被淹没的体积的。如果木筏漂浮在大盐湖上,它的体积有多少会被淹没?淡水的密度是.由于含盐量高,大盐湖的密度很低

可能的答案:

正确答案:

解释

利用给出的信息找出木筏的密度。由于木筏处于静止状态,它所受的力加起来为零。因此重力的大小等于浮力的大小:

木筏的质量等于它的密度乘以体积。我们开始使用下标来跟踪我们所指的密度和体积:

取消,然后木筏的总体积:

让大盐湖的震级再次相等

.取消式中,求解筏体沉水体积与总体积之比:

问题1:密度和比重

比重的单位是什么?

可能的答案:

没有一个;是无单位的

正确答案:

没有一个;是无单位的

解释

比重是物质的密度与水的密度之比。密度单位可以在任何系统或尺度中,但是当一个单位除以它自己时,这个数字就变得无量纲了。

问题5:密度和比重

直径很大的棒球和质量降落在水中。它会不会浮起来?

可能的答案:

无法确定。

没有

它可能浮起来,也可能沉下去,这取决于温度。

是的

正确答案:

是的

解释

使用密度方程:

对于球体:

如果直径为,则半径为

转换代入值:

这比水的密度小,所以它会浮起来。

问题1:密度和比重

假设一个物体的密度是.当物体漂浮在水中时,有多少部分会浮在水面之上?

可能的答案:

正确答案:

解释

在这个问题中,我们遇到了一个给定密度的物体漂浮在水中的场景。根据给出的信息,我们被要求解出漂浮在水面上的物体的体积。

首先,如果我们考虑一个漂浮在水面上的物体的自由体图,这是有用的。在这样的图中,我们不需要考虑水平力,因为它们会相互抵消。然而,垂直力会给我们提供我们需要的信息。

向下作用,我们有物体的重量,.在向上的方向上,我们有浮力,这是由物体排水量引起的。这个向上的浮力相当于.因此,我们可以写出垂直力的方程。

此外,回想一下这个对象是浮动的。因为它是漂浮的,我们知道它在任何方向上都没有加速度,因此作用在它身上的合力一定是零。因此,我们可以将上面的表达式设为零。

接下来,我们可以将方程重新排列,得到:

接下来,重要的是我们要认识到我们可以改写物体质量的表达式。由于密度等于质量除以体积,我们可以用密度和体积重新排列如下:

然后我们可以做最后一次重排

现在让我们思考一下。被物体排开的水的体积也就是被淹没在水中的物体的体积。因此,上面的项给出了物体的比例在水下。因此,物体的剩余部分一定是它露出水面的那部分.如果我们作为物体整体体积的代表,我们可以解出物体在水面上的部分,如下所示:

因此,物体体积的一半在水面上。

问题1:密度和比重

一个浸入水中的球形球被固定在原地。释放后,球有瞬时向上加速度为.这个球的密度是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

我们可以用牛顿第二定律来解决这个问题

在释放时,我们只有两种力,重力和浮力:

由于球向上加速,我们把向上的力设为正。然后,第一个表达式变成:

现在我们需要确定排开的水的质量。为此,我们需要为球体选择一个任意的体积。为了简单起见,我们就这么做吧

因此我们可以说:

把它代入最后一个表达式,得到:

重新安排密度:

除了排开的水的质量,我们对每一个都有了值。因为球的体积是,我们知道水也被置换了。然后我们可以说:

现在把值代入密度表达式,我们得到:

问题8:密度和比重

一个立方体重当淹没在水中时,却在空气中。立方体的比重是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

我们知道物体在空气中的重量是.这意味着浮力将是减去立方体在水中的重量().这就产生了浮力

物体的重量与水中浮力之比将给出立方体的比重,公式如下:

因此正确答案是

问题9:密度和比重

立方体的密度是多少浸没在水中的。

可能的答案:

正确答案:

解释

由于块被淹没我们知道它的密度是水的百分比。我们知道水的密度是所以其中的百分比会给我们答案:

问题1:密度和比重

一块材料有密度.同样质量的第二个物体的体积是第一个物体的三倍。第二个木块的密度是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

密度方程为所以体积乘以3会使密度减小1

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