Question

16．小明同學在探究影響浮力大小因素時，觀察到將同一個物體浸沒在密度越大的液體中時，彈簧測力計的示數(shù)越小，于是他靈機一動在彈簧測力計下掛一個重1.5N的物塊，如圖甲所示，當他把物塊浸沒在水中時，如圖乙所示，彈簧測力計的讀數(shù)為0.5N，他就在0.5N處對應標上1.0g/cm³的字樣：
（1）當他把物塊浸沒在酒精中時，如圖丙所示，應該在彈簧測力計刻度盤的0.7N處對應標上0.8g/cm³字樣．
（2）如果彈簧測力計0.9N刻度線上，對應的液體的密度是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，該同學能測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物體浸沒在密度越大的液體中所受的浮力越大，根據(jù)稱重法可知彈簧測力計示數(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)稱重法求出彈簧測力計的示數(shù)或求出液體的密度．

解答 解：（1）根據(jù)F_浮=ρgV_排可知，物體浸沒時排開水的體積和本身的體積相等，
當他把物塊浸沒在水中時，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
當他把物塊浸沒在酒精中時，F(xiàn)_浮酒=ρ_酒gV_排-----②
兩者排開液體的體積V_排相等，
①②兩式相比可得：
F_浮酒=0.8N，因此0.8g/cm³字樣應標在彈簧測力計的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．
當液體密度與物體密度相等時，物體完全浸沒后，其示數(shù)為零，則能夠測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．

點評 本題探究浮力的大小與液體密度的關系的實驗，注意的是物體排開液體的體積相同，主要考查了阿基米德原理及浮力、重力和拉力的關系應用，有一定難度．