Question

17．小云同學(xué)在學(xué)習(xí)了“阿基米德原理”后，發(fā)現(xiàn)用彈簧測(cè)力計(jì)也可以測(cè)出液體的密度．下面是他設(shè)計(jì)測(cè)量鹽水密度的實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）如圖甲，把一個(gè)合金塊用細(xì)線懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上，測(cè)出合金塊的重力G=4.0N；
（2）如圖乙，將掛在彈簧測(cè)力計(jì)掛鉤上的合金塊浸沒在鹽水中，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F=3.4N；
（3）計(jì)算合金塊浸沒在鹽水中所受到的浮力F_浮=0.6N；
（4）根據(jù)阿基米德原理計(jì)算該鹽水的密度ρ=1.2×10³kg/m³．（ρ_合金=8.0×10³kg/m³、g取10N/kg）
實(shí)驗(yàn)完成后，小云同學(xué)繼續(xù)思考：如果在步驟（2）中合金塊只有部分浸入鹽水中（如圖丙），則按上述步驟測(cè)出的鹽水密度比真實(shí)值要偏�。ㄟx填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

分析 （2）根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的分度值讀出合金塊浸沒在鹽水中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；
（3）已知合金塊的重力和將物塊浸沒在水中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，利用稱重法求出該物體所受的浮力；
（4）根據(jù)合金塊的重力求出合金塊的質(zhì)量，已知合金的密度，求出合金塊的體積；再利用阿基米德原理求鹽水的密度，根據(jù)利用阿基米德原理分析當(dāng)合金塊只有部分浸入鹽水中（如圖丙），測(cè)出的鹽水密度比真實(shí)值是偏大還是偏�。�

解答 解：
（2）彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，合金塊浸沒在水中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F=3.4N；
（3）合金塊浸沒在鹽水中所受到的浮力等于物體的重力減去物體在液體中測(cè)力計(jì)的示數(shù)；
即合金塊所受浮力F_浮=G-F=4.0N-3.4N=0.6N；
（4）合金塊的質(zhì)量為：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{4.0N}{10N/kg}$=0.4kg；
合金塊的體積即合金塊排開鹽水的體積：V_排=V=$\frac{m}{{ρ}_{合金}}$=$\frac{0.4kg}{8.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=5×10^-5m³；
鹽水的密度為：ρ_鹽水=$\frac{{F}_{浮}}{{V}_{排}g}$=$\frac{0.6N}{5×1{0}^{-5}{m}^{3}×10N/kg}$=1.2×10³kg/m³；
由丙圖可知：當(dāng)合金塊只有部分浸入鹽水中時(shí)，測(cè)量的浮力偏小，根據(jù)：ρ_鹽水=$\frac{{F}_{浮}}{{V}_{金}g}$可知，計(jì)算過程中合金塊的體積大于合金塊排開的鹽水的體積，則按上述步驟測(cè)出的鹽水密度比真實(shí)值要偏�。�
故答案為：（2）3.4；（3）0.6；（4）1.2×10³；偏�。�

點(diǎn)評(píng) 本題考查了浮力的計(jì)算，同時(shí)考查了學(xué)生利用控制變量法分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力，會(huì)用稱重法測(cè)浮力、知道浮力大小的影響因素是本題的關(guān)鍵．