Question

【题目】小芳要测量木块的密度，实验器材有木块、弹簧测力计（0~5N）、底部固定有滑轮的水槽、细线及足量的水。

(1)如图甲，使用弹簧测力计测重力时，手应该拿住弹簧测力计的_________ （选填“A”或“B”），A拉环位置B刻度盘位置；

(2)现用弹簧测力计测木块的重力，如图甲，示数为_________ N；再用细线绕过滑轮将木块与测力计连接起来接着往水槽中倒入适量的水，使木块浸没在水中，如图乙，木块在水中静止时测力计示数为1.6N，木块的密度为_________ kg/m3，本实验滑轮的作用是_________________。

(3)小芳分析发现，保持物体始终浸没，如果把水换成其他液体，测力计的示数就会不同，于是他把测力计的刻度改成相应的密度值，将该装置改为量液体密度的“密度计”，原测力计的1.0N刻度处标注为_________kg/m3，该“密度计”的刻度分布_________ （选填“ 均匀”或“不均匀”）；

(4)若要增大这种“密度计”的最大测量值，可以采取的方法有____________ （写出一种即可）；

(5)善于思考的小芳突发奇想，用家中台秤替换弹簧测力计，其余实验器材不变的情况下测量密度为的塑料泡沫，于是她采用如下方法：

A．首先测得泡沫的质量为0.6kg；然后在底部装有定滑轮的圆柱形容器中加入适量的水，再静放在水平台秤上（如图甲），台秤的示数m1为6kg；

B．然后把质地均匀的长方体泡沫放入水中，用一轻质的细线通过定滑轮缓慢地将泡沫拉入水中，拉力F的方向始终竖直向上，在将泡沫缓慢拉入水中的过程中，如图乙若物体浸入水中的体积占总体积一半时台秤的示数m2为_________ kg；

C．当木块浸没在水中与图甲相比较台秤的示数_____ （选填“变大”、“变小”或“不变”）（不考虑滑轮的摩擦，在整个过程中水始终没有溢出，泡沫不吸水，不变形，且未与容器接触）。

Answer 1

【答案】A 2.4 0.6×103 改变力的方向 0.85×103 均匀 可以换用更大量程的弹簧测力计（或换用体积更小的木块，换用密度更大的物块） 6.2 变小

【解析】

(1)本实验中，使用弹簧测力计时，手应该拿住弹簧测力计的拉环，手拿刻度盘时不能保证弹簧测力计竖直方向，故要握住A拉环位置；

(2)明确弹簧测力计的分度值，再根据指针指示来读数；图乙中使用的是定滑轮，可以改变力的方向，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求出浮力；根据求出木块的体积；根据求出木块的密度；

(3)根据求出当测力计的示数为1N时所受浮力，然后利用可求得液体的密度，根据和推导出与的关系，分析得出结论；

(4)要增大这种“密度计”的最大测量值，可以从弹簧测力计的量程、木块的体积、密度等角度考虑可以采取的方法；

(5)根据求出泡沫不同位置时所受的浮力，然后利用求出绳子的拉力；把容器、水、滑轮和泡沫看做一个整体，则受竖直向下的总重力，竖直向上的拉力和支持力的作用，则根据求出台秤对容器的支持力，由于台秤的示数显示了物体对其产生的压力，根据相互作用力的关系及重力公式即可换算出台秤的示数。

(1)[1]本实验中，使用弹簧测力计时，手应该拿住弹簧测力计的拉环

(2)[2]图甲中弹簧测力计的分度值为0.2N，木块在空气中的重力即弹簧测力计的示数为2.4N；

[3]图乙所示的木块浸没水中时木块共受到重力、拉力、浮力三个力的作用，

图乙中弹簧测力计的拉力，木块受到的浮力：

，

根据可得木块的体积：

，

木块的质量：

，

木块的密度：

；

[4]图乙中使用的是定滑轮，可以改变力的方向；

(3)[5]当测力计的示数为1N时所受浮力

，

由排可得液体的密度：

；

[6]物体完全浸没在液体中，排开液体体积V排一定，G、g也是定值，所以与是一次函数关系，则密度秤的刻度是均匀的；

(4)[7]若要增大这种“密度计”的最大测量值，可以采取的方法：可以换用更大量程的弹簧测力计（或换用体积更小的木块，换用密度更大的物块）；

(5)[8]泡沫的体积：

，

泡沫的重力：

，

容器、水和滑轮的总重力：

，

当泡沫的一半体积浸入水中时，受到的浮力：

，

以泡沫为研究对象，受力情况如图1，根据力的平衡条件可得，绳子的拉力：

，

由于台秤的示数显示了物体对其产生的压力，把容器、水、滑轮和泡沫看做一个整体，则受竖直向下的总重力，竖直向上的拉力和支持力的作用，如下图2所示，由力的平衡条件可得，则此时台秤受到的压力：

，

台秤的示数：

；

[9]当泡沫的全部体积浸没在水中时，泡沫受到的浮力：

，

此时绳子的拉力：

，

台秤受到的压力：

台秤的示数：

故当木块浸没在水中与图甲相比较台秤的示数，台秤的示数减小。