华博物理

判断物体空实心的方法

                                      

作  者：刘德华（湖北省钟祥市东桥中学）

      例：一个体积是80cm³的钢球，质量是237g,问这个钢球是空心的还是实心的?已知钢的密度为7.9g/cm³.
      方法一：比较质量法
      先求出体积是80cm³的钢的质量m_钢,再跟已知钢球的质量m_球比较,若m_钢＝m_球,钢球是实心的;若m_钢＞m_球,钢球是空心的.
     解：80cm³的钢的质量为
      m_钢＝ρ_钢V＝7.9g/cm³×80cm³＝572g
      572g＞237g，即若m_钢＞m_球，
      所以，此钢球是空心的.
     方法二：比较密度法
      先根据钢球的质量和钢球的体积求出钢球的密度ρ_球,再跟钢的密度ρ_钢比较,若ρ_球＝ρ_钢,钢球实心；若ρ_球＜ρ_钢,钢球空心.  
     解：钢球的密度为：
        
      由于3.0g/cm ³ ＜7.9g/cm³，即ρ_球＜ρ_钢，所以钢球是空心的.
     方法三：比较体积法
      先求出237g的钢的体积V_钢,再跟钢球的体积V_球比较.若V_球＝V_钢.钢球实心;若V_球＞V_钢,钢球空心.
     解：237g的钢的体积为:
      
       由于30 cm³＜80 cm³，即V_球＞V_钢
      所以，钢球是空心的.
     以上三种方法都比较容易判断钢球是空心的还是实心的.假如题中再加一问："如果是空心，空心部分的体积是多大？"那么，以上三种方法哪一种更好呢？不难看出，前两种方法都需要另外求体积，而第三种方法可直接求出空心部分的体积：V_空＝V_球－V_钢＝80cm³－30cm³＝50cm³.由此，我们得到的结论是：在需要求出空心部分体积的情况下，用"比较体积法"判断物体的空、实心最为方便. 

     (本文发表于1995年3月号总第279期《中学物理报》)

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【作者: 湖北刘德华】【访问统计:】【2005年03月17日 星期四 20:56】【注册】【打印】