Question

16．小明同學(xué)在探究影響浮力大小因素時(shí)，觀察到將同一個(gè)物體浸沒(méi)在密度越大的液體中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)越小，于是他靈機(jī)一動(dòng)在彈簧測(cè)力計(jì)下掛一個(gè)重1.5N的物塊，如圖甲所示，當(dāng)他把物塊浸沒(méi)在水中時(shí)，如圖乙所示，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為0.5N，他就在0.5N處對(duì)應(yīng)標(biāo)上1.0g/cm³的字樣：
（1）當(dāng)他把物塊浸沒(méi)在酒精中時(shí)，如圖丙所示，應(yīng)該在彈簧測(cè)力計(jì)刻度盤的0.7N處對(duì)應(yīng)標(biāo)上0.8g/cm³字樣．
（2）如果彈簧測(cè)力計(jì)0.9N刻度線上，對(duì)應(yīng)的液體的密度是0.6×10³kg/m³．
（3）所掛重物的密度是1.5×10³kg/m³，如果所掛重物不變，該同學(xué)能測(cè)出最大液體的密度是1.5×10³kg/m³．

Answer 1

分析 根據(jù)阿基米德原理可知同一個(gè)物體浸沒(méi)在密度越大的液體中所受的浮力越大，根據(jù)稱重法可知彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化；根據(jù)阿基米德原理求出，物體在酒精和其它液體中受到的浮力，根據(jù)稱重法求出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)或求出液體的密度．

解答 解：（1）根據(jù)F_浮=ρgV_排可知，物體浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)水的體積和本身的體積相等，
當(dāng)他把物塊浸沒(méi)在水中時(shí)，受到的浮力：F_浮=G-F′=1.5N-0.5N=1N，
根據(jù)阿基米德原理得：1N=ρ_水gV_排-----①
當(dāng)他把物塊浸沒(méi)在酒精中時(shí)，F(xiàn)_浮酒=ρ_酒gV_排-----②
兩者排開(kāi)液體的體積V_排相等，
①②兩式相比可得：
F_浮酒=0.8N，因此0.8g/cm³字樣應(yīng)標(biāo)在彈簧測(cè)力計(jì)的1.5N-0.8N=0.7N處．
（2）在另一中液體中受到的浮力為F_浮液=G-F=1.5N-0.9N=0.6N；
根據(jù)阿基米德原理：0.6N=ρ_液gV_排-----③
$\frac{③}{①}$得，$\frac{{ρ}_{液}}{{ρ}_{水}}$=0.6，解得ρ_液=0.6ρ_水=0.6×10³kg/m³；
（3）由F_浮=ρ_液gV_排得，物體的體積V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³；
物體的質(zhì)量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{1.5N}{10N/kg}$=0.15kg；
則物體的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.15kg}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.5×10³kg/m³．
當(dāng)液體密度與物體密度相等時(shí)，物體完全浸沒(méi)后，其示數(shù)為零，則能夠測(cè)出的液體的最大密度是1.5×10³kg/m³．
故答案為：（1）0.7；（2）0.6×10³kg/m³；（3）1.5×10³；1.5×10³kg/m³．

點(diǎn)評(píng) 本題探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，注意的是物體排開(kāi)液體的體積相同，主要考查了阿基米德原理及浮力、重力和拉力的關(guān)系應(yīng)用，有一定難度．