Question

13．小云同學(xué)在學(xué)習(xí)了”阿基米德原理“后，善于思考的他發(fā)現(xiàn)用彈簧測力計也可以測出液體的密度．下面是他設(shè)計的測量鹽水密度的實驗步驟：
（1）如圖甲，把一個合金塊用細線懸掛在彈簧測力計的掛鉤上，測出合金塊的重力G=4.0N；（已知ρ_合金=8.0×10³kg/m³）
（2）如圖乙，將掛在彈簧測力計掛鉤上的合金塊浸沒在鹽水中，記下彈簧測力計的示數(shù)F=3.4N．
（3）計算合金塊浸沒在鹽水中所受到的浮力F浮=0.6N；
（4）根據(jù)阿基米德原理計算出鹽水的密度ρ=1.2×10³kg/m³．
（5）若操作步驟（2）時合金塊觸碰到了容器底部，仍按上述方法測出的鹽水密度比真實值要偏大（選填”偏大“或”偏小“）

Answer 1

分析 （2）根據(jù)彈簧測力計的分度值讀出合金塊浸沒在鹽水中彈簧測力計的示數(shù)；
（3）已知合金塊的重力和將物塊浸沒在水中彈簧測力計的示數(shù)，利用稱重法求出該物體所受的浮力；
（4）根據(jù)合金塊的重力求出合金塊的質(zhì)量，已知合金的密度，求出合金塊的體積；再利用阿基米德原理求鹽水的密度；
（5）合金塊觸碰到了容器底部則彈簧測力計的示數(shù)會變小，合金塊浸沒在鹽水中所受到的浮力會變大，據(jù)此分析．

解答 解：
（2）由圖可知，彈簧測力計的分度值為0.2N，合金塊浸沒在水中，彈簧測力計的示數(shù)F=3.4N；
（3）合金塊浸沒在鹽水中所受到的浮力等于物體的重力減去物體在液體中測力計的示數(shù)；
即合金塊所受浮力：F_浮=G-F=4N-3.4N=0.6N；
（4）合金塊的質(zhì)量為：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{4N}{10N/kg}$=0.4kg；
由密度公式可得，合金塊的體積：V=$\frac{m}{{ρ}_{合金}}$=$\frac{0.4kg}{8.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=5×10^-5m³；
因合金塊浸沒在鹽水中，所以合金塊排開鹽水的體積：V_排=V=5×10^-5m³；
由阿基米德原理可得，鹽水的密度為：ρ_鹽水=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{排}}$=$\frac{0.6N}{5×1{0}^{-3}{m}^{3}×10N/kg}$=1.2×10³kg/m³；
（5）合金塊觸碰到了容器底部則彈簧測力計的示數(shù)會變小，合金塊浸沒在鹽水中所受到的浮力會變大，根據(jù)公式ρ_鹽水=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{排}}$得，鹽水的密度會偏大．
故答案為：（2）3.4；（3）0.6；（4）1.2×10³；（5）偏大．

點評 本題考查了浮力的計算，同時考查了學(xué)生利用控制變量法分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力，會用稱重法測浮力、知道浮力大小的影響因素是本題的關(guān)鍵．