Question

16．小明同学在探究影响浮力大小因素时，观察到将同一个物体浸没在密度越大的液体中时，弹簧测力计的示数越小，于是他灵机一动在弹簧测力计下挂一个重1.5N的物块，如图甲所示，当他把物块浸没在水中时，如图乙所示，弹簧测力计的读数为0.5N，他就在0.5N处对应标上1.0g/cm³的字样：
（1）当他把物块浸没在酒精中时，如图丙所示，应该在弹簧测力计刻度盘的0.7N处对应标上0.8g/cm³字样．
（2）如果弹簧测力计0.9N刻度线上，对应的液体的密度是0.6×10³kg/m³．
（3）所挂重物的密度是1.5×10³kg/m³，如果所挂重物不变，该同学能测出最大液体的密度是1.5×10³kg/m³．

Answer 1

分析 根据阿基米德原理可知同一个物体浸没在密度越大的液体中所受的浮力越大，根据称重法可知弹簧测力计示数的变化；根据阿基米德原理求出，物体在酒精和其它液体中受到的浮力，根据称重法求出弹簧测力计的示数或求出液体的密度．

解答 解：（1）根据F_浮=ρgV_排可知，物体浸没时排开水的体积和本身的体积相等，
当他把物块浸没在水中时，受到的浮力：F_浮=G-F′=1.5N-0.5N=1N，
根据阿基米德原理得：1N=ρ_水gV_排-----①
当他把物块浸没在酒精中时，F_浮酒=ρ_酒gV_排-----②
两者排开液体的体积V_排相等，
①②两式相比可得：
F_浮酒=0.8N，因此0.8g/cm³字样应标在弹簧测力计的1.5N-0.8N=0.7N处．
（2）在另一中液体中受到的浮力为F_浮液=G-F=1.5N-0.9N=0.6N；
根据阿基米德原理：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，物体的体积V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³；
物体的质量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{1.5N}{10N/kg}$=0.15kg；
则物体的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.15kg}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.5×10³kg/m³．
当液体密度与物体密度相等时，物体完全浸没后，其示数为零，则能够测出的液体的最大密度是1.5×10³kg/m³．
故答案为：（1）0.7；（2）0.6×10³kg/m³；（3）1.5×10³；1.5×10³kg/m³．

点评 本题探究浮力的大小与液体密度的关系的实验，注意的是物体排开液体的体积相同，主要考查了阿基米德原理及浮力、重力和拉力的关系应用，有一定难度．