Question

11．一個地質勘探小分隊，在野外河邊休息時發(fā)現(xiàn)了一種礦石，他們非常想盡快知道這種礦石的密度大約是多少，于是他們拿出喝水用的杯子、縫衣服用的細線和彈簧測力計，進行了如下實驗（g取10N/kg）：
（1）將小石塊懸掛在彈簧測力計下，示數(shù)如甲圖所示，則小石塊的重力為2.6N；
（2）將小石塊慢慢浸入水中，彈簧測力計示數(shù)將逐漸變小（選填“變大”、“變小”或“不變”）；小石塊浸沒到水中后，彈簧測力計的示數(shù)如乙圖所示，此時小石塊在水中所受的浮力為1.0N；小石塊的體積為1.0×10^-4m³；
（3）由此可計算出小石塊的密度為2.6×10³kg/m³；
（4）若將乙圖燒杯中的清水換成鹽水，彈簧測力計的示數(shù)將變�。ㄟx填“變大”、“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)測量計的分度值以及指針的位置讀出讀出彈簧測力計在空氣中的示數(shù)，即為小石塊的重力．
（2）小石塊浸入水中，石塊受到重力、拉力、浮力作用，并且重力=拉力+浮力，根據(jù)浮力大小判斷拉力大�。�
根據(jù)稱重法求出小石塊受到的浮力；根據(jù)阿基米德原理求出物體排開液體的體積，即小石塊的體積．
（3）根據(jù)密度的計算公式計算小石塊的密度；
（4）根據(jù)阿基米德原理的變形公式判斷浮力大小變化，再根據(jù)平衡力的特點判斷彈簧測力計示數(shù)的變化．

解答 解：（1）根據(jù)圖甲可知，每一個大格代表1N，每一個小格代表0.2N，彈簧測力計測得小石塊的重力：G=2.6N．
（2）小石塊慢慢浸入水時，受到重力、拉力、浮力作用，并且G=F+F_浮；
由F_浮=ρ_水gV_排可得，水的密度不變，排開水的體積增大，浮力增大，重力不變，故彈簧測力計的拉力變��；
如圖乙可知，小石塊浸沒到水中后，彈簧秤的示數(shù)為1.6N，則小石塊受到的浮力：F_浮=G-F_拉=2.6N-1.6N=1N；
由F_浮=ρ_水gV_排可得，小石塊浸沒在水中，V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³．
（3）小石塊的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{G}{Vg}$=$\frac{2.6N}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}×10N/kg}$=2.6×10³kg/m³；
（4）由F_浮=ρ_液gV_排可知，浮力跟液體的密度和排開液體的體積有關，在物體排開液體的體積不變時，將圖乙燒杯中的清水換成鹽水，則液體的密度增大，浮力增大；由G=F+F_浮可知，當重力不變，浮力增大時，彈簧測力計的示數(shù)變�。�
故答案為：
（1）2.6；（2）變��；1.0；1.0×10^-4；（3）2.6×10³；（4）變�。�

點評 本題考查了固體密度的測量，固體的質量和體積都不是由天平和量程測量的，而是利用測量重力求質量，利用物體在空氣中測量重力，浸沒在水中測量拉力，求出浮力，根據(jù)阿基米德原理求出體積，這種間接測量的方法給解題帶來難度．