Question

6．馬同學(xué)在深圳科技小發(fā)明比賽中設(shè)計(jì)了一個(gè)可以用彈簧測力計(jì)來測量液體密度的裝置．原理如圖甲所示：在彈簧測力計(jì)下懸掛一圓柱體，當(dāng)圓柱體下表面與水面相平時(shí)開始緩慢下降．直到與燒杯底接觸為止，然后以此數(shù)據(jù)為準(zhǔn)測量其他液體的密度．

（1）圓柱體的重力G=6N．
（2）圓柱體浸沒在水中后所受浮力F_W=5N；
（3）比較（b）、（c）兩圖可得：浸在同一液體中的物體受到浮力的大小跟物體排開液體的體積有關(guān)．
（4）馬同學(xué)完成如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)后，把水換成另一種液體重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出如圖乙所示的彈簧測力計(jì)的示數(shù)F與物體下降高度h的F-h圖象．那么物體浸沒在這種液體中受到的浮力　F_浮′=4N．另一種液體的密度ρ_液=0.8×10³kg/m³．

Answer 1

分析 由圖甲、圖乙分析可得重力、浸沒后的浮力，由控制變量法浸在同一液體中的物體受到浮力的大小跟體積的關(guān)系；完全浸沒在不同液體中的同一物體，所受的浮力與液體的密度成正比．

解答 解：（1）由圖甲（a）可知，根據(jù)二力平衡，圓柱體的重力，G=F=6N；
（2）由圖甲，利用稱重法，圓柱體浸沒在水中后所受浮力F_W=G-F=6N-1N=5N；
（3）比較（b）、（c）兩圖可得，物體隨著排開液體體積的增大，F(xiàn)值減小，浸在同一液體中的物體受到浮力的大小跟物體排開液體的體積有關(guān)；
（4）由圖乙可知，在這種液體中物體完全浸沒時(shí)F_乙=2N，此時(shí)F_浮=G-F_乙=6N-2N=4N，V排相同，
$\frac{{F}_{w}}{{F}_{浮}}$=$\frac{{ρ}_{水g{V}_{{排}_{\;}}}}{{ρ}_{液g{V}_{排}}}$；$\frac{5N}{4N}$=$\frac{{ρ}_{水}}{ρ液}$，ρ_液=$\frac{4}{5}$×ρ_水=0.8×10³kg/m³．
故答案為：（1）6；（2）5；（3）物體排開液體的體積；（4）4N、0.8×10³．

點(diǎn)評 此題是探究影響浮力大小的因素實(shí)驗(yàn)，考查了影響浮力的因素及控制變量法的應(yīng)用，同時(shí)考查了稱重法求浮力公式的應(yīng)用，在（4）中確定V_排相等是解決此題的關(guān)鍵．還可以求出V排以后，再利用阿基米德原理公式求液體密度．