Question

小丽利用轻质木条和一个金属块等器材制作了如图所示的测量液体密度的秤．使用时只要将金属块全部浸没在待测液体中（不触底），就能通过移动秤砣的位置，从木条上的刻度读出液体的密度值．

（1）设计中所用到的物理知识有：①________；②________．
（2）若木条上A、B、C中有一点是零刻度，应该是________点，该秤的全部刻度是在零刻度的________边（左或右）．

Answer 1

解：（1）金属块对杆秤的拉力等于金属块重力和浮力的差，当金属块不受浮力时，拉力最大，根据杠杆的平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂，所以动力臂应该最长，因此零刻度在C点；
（2）金属块全部浸没在待测液体中，液体的密度越大，根据阿基米德原理F浮=ρ_液gV_排，金属块受到的浮力越大，金属块对杆秤的拉力越小，根据杠杆的平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂，动力臂越短，因此秤的全部刻度是在零刻度的左边．
故答案为：（1）杠杆的平衡条件、阿基米德原理；
（2）C、左．
分析：（1）这是一个杆秤，是杠杆的模型，支点在手提的挂线处，阻力为金属块对杆秤的拉力，阻力臂为金属块挂点与支点的距离，阻力臂大小不变，动力是秤砣的重力，动力臂是秤砣据支点的距离．
（2）金属块对杆秤的拉力等于金属块重力和浮力的差，当金属块全部浸没在待测液体中，根据阿基米德原理，液体密度越大，受到的浮力越大；
（3）物体受到的浮力越大，金属块对杆秤的拉力越小，根据杠杆平衡条件，动力臂越短，所以越往左，表示液体的密度越大．
点评：（1）本题综合了阿基米德原理和杠杆的平衡条件，属于力学中比较难理解的问题；
（2）考查了学生的知识综合运用能力和融会贯通能力，是一道考查学生综合素质的好题．