Question

12．学习浮力知识后，小刚用一根粗细均匀的吸管自制了一支密度计．他在吸管的下端装入适量的钢珠后用蜡封住并使底部平整．做好后测出该密度计的总质量为2.4g，吸管总长为0.12m．

（1）如图甲所示是小刚将该密度计放入水中静止时的情形，A是他在吸管上标记的此时水面的位置．则图中密度计受到的浮力是2.4×10^-2 N．
（2）若将该密度计从水中取出擦干、放到密度为1.1×10³kg/m³的盐水中，漂浮时密度计受到的浮力为2.4×10^-2N，此时吸管上盐水液面的位置在A的下方（选填“上方”或“下方”）．
（3）小刚将自制好的密度计放入另一种液体中，沉到容器底，不好测量这种液体密度，如图乙所示，可采取的办法是加液体（或换用细长的容器）．

Answer 1

分析 （1）根据吸管的质量可求得其重力，吸管在水中是漂浮的，受到的浮力与它的重力相等，
（2）将该密度计从水中取出擦干、放到密度为1.1×10³kg/m³的盐水中，仍然漂浮，浮力等于重力，液体密度增大，木块排开液体的体积减小．
（3）密度计是用来测量液体密度的仪器，它是利用漂浮在液面上的物体受到的浮力等于物体自身重力的原理制成的．

解答 解：（1）吸管的重力G=mg=2.4×10^-3kg×10N/kg=2.4×10^-2N．
所以吸管的重力G=F_浮=2.4×10^-2N，
（2）若将该从水中取出擦干、放到密度为1.1×10³kg/m³的盐水中，液体密度增大，密度计仍然漂浮，浮力大小不变，为2.4×10^-2N；
根据公式F_浮=ρ_液gV_排可知密度计排开液体的体积减小，露出水面的体积增大，故此时吸管上盐水液面的位置在A的下方．
（3）由于制成的密度计，不能再改变，所以为了让吸管能竖直的漂浮在液体中，应加液体（或换用细长的容器）．
故答案为：（1）2.4×10^-2；（2）2.4×10^-2；下方；（3）加液体（或换用细长的容器）．

点评 本题考查密度和浮力的计算，关键明白物体漂浮时浮力等于自身重力，影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积．