Question

1．在一次科学兴趣小组的活动中，某小组同学准备用弹簧测力计、烧杯、水、吸盘、定滑轮、细线来测量木块（不吸水）的密度．
（1）如图甲所示，用弹簧测力计测出木块在空气中的重1.2N．
（2）将滑轮的轴固定在吸盘的挂钩上，挤出吸盘内部的空气，吸盘在大气压的作用下被紧紧压在烧杯底部，如图乙所示．在烧杯中倒入适量的水，将木块放入水中后，用弹簧测力计将木块全部拉入水中，如图丙所示，此时弹簧测力计示数为0.8N．（提示：通过定滑轮拉力的方向改变，大小不变）
（3）如果不计摩擦和绳重，图丙所示的木块受到的浮力为2N．木块的密度为0.6×10³kg/m³．
（4）如果将烧杯中的水换成另一种液体，用弹簧测力计将该木块全部拉入该液体中时，弹簧测力计示数为0.4N，该液体的密度为0.8×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）明确弹簧测力计的分度值，再根据指针指示来读数；
（2）将滑轮的轴固定在吸盘的挂钩上，挤出吸盘内部的空气，吸盘内的气压小于外界大气压，在外界大气压的作用下，吸盘被压在烧杯底部；
（3）图丙中使用的是定滑轮，不能省力，所以弹簧测力计的示数即为对木块的拉力，根据二力平衡知识可知F_浮=G+F_拉求出浮力；根据F_浮=ρ_水gV_排求出木块的体积；根据G=mg=ρ_木gV求出木块的密度；
（4）根据F_浮=G+F_拉求出木块在液体中受的浮力；根据F_浮=ρ_液gV_排求出液体的密度．

解答 解：
（1）图甲中弹簧测力计的分度值为0.4N，木块在空气中的重力即弹簧测力计的示数为1.2N；
（2）将滑轮的轴固定在吸盘的挂钩上，挤出吸盘内部的空气，吸盘内的气压小于外界大气压，在外界大气压的作用下，吸盘被压在烧杯底部；
（3）图丙中弹簧测力计的拉力F_拉=0.8N，
由力的平衡条件可得，木块浸没在水中受到的浮力：F_浮=G+F_拉=1.2N+0.8N=2N；
由F_浮=ρ_水gV_排可得，木块的体积：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$，
因为G_木=m_木g=ρ_木gV，
所以木块的密度：
ρ_木=$\frac{{G}_{木}}{gV}$=$\frac{{G}_{木}}{g×\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{G}{{F}_{浮}}$×ρ_水=$\frac{1.2N}{2N}$×1×10³kg/m³=0.6×10³kg/m³；
（4）木块在液体中受的浮力：F_浮′=G+F_拉′=1.2N+0.4N=1.6N，
又F_浮′=ρ_液gV_排，且木块两次排开液体的体积相等，即V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$，
所以，该液体的密度：
ρ_液=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{g{V}_{排}}$=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{g×\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{{F}_{浮}}$×ρ_水=$\frac{1.6N}{2N}$×1×10³kg/m³=0.8×10³kg/m³；
故答案为：（1）1.2N；（2）大气压；（3）2；0.6×10³；（4）0.8×10³．

点评 此题主要考查的是学生对弹簧测力计的使用、浮力、重力、密度计算公式的理解和掌握等，知识点较多，难度不大．