Question

為了判斷一個小鐵球是不是空心的，某同學測得如下數據：（ρ_鐵=7.9×10³㎏/m³）

鐵球的質量m/g	水的體積V0/ml	水和鐵球的總體積V1/ml
79	60	75

求：
（1）這個鐵球是否空心；
（2）若是空心的，在空心部分加滿水后的鐵球的總質量是多少？

Answer 1

（1）這個鐵球是空心的；
（2）若是空心的，在空心部分加滿水后的鐵球的總質量是84g．

試題分析：（1）根據鐵球的質量和密度求出其體積，然后與實際體積（75﹣60）ml比較，如果等于其實際體積則為實心，如果大于其實際體積則為空心．
（2）用實際體積減去實心體積即為空心部分的體積；根據（1）得空心部分體積即為空心部分注滿水的體積，再乘以水的密度即為空心部分水的質量，然后再加上鐵球的質量即為此球的總質量．
解：
（1）實心鐵球鐵的體積：
V_鐵===10cm³，
V_球=75ml﹣60ml=15ml=15cm³，
∵V_球＞V_鐵，
∴該鐵球是空心的．
（2）空心部分的體積：
V_空=V_球﹣V_鐵=15cm³﹣10cm³=5cm³，
鐵球的空心部分注滿水時水的體積：
V_水=V_空=5cm³，
∵ρ=，
∴水的質量：
m_水=ρ_水V_水=1g/cm³×5cm³=5g，
整個鐵球的質量：
m=79g+5g=84g．
答：（1）這個鐵球是空心的；
（2）若是空心的，在空心部分加滿水后的鐵球的總質量是84g．
點評：本題考查空心部分體積和鐵球質量的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用；判斷物體是否為空心，解決問題的方法很多，但實質上都是根據密度定義式，比較實際物體與實心物體的質量，體積或密度之間是否存在差異，即比較質量法、比較體積法和比較密度法，如果存在差異，則實際的物體為空心物體，此題運用的是比較體積法，解題過程中要注意統一使用國際單位制單位．