Question

6．小明想探究一下浮力的大小與液體密度的關(guān)系，他找來了一個(gè)木塊（不吸水），分別放入了裝有水和裝有鹽水的容器中，發(fā)現(xiàn)兩次木塊都漂浮在液面上，因?yàn)楦×Χ嫉扔谀緣K的重力，浮力相等，所以他得出結(jié)論：浮力大小與液體的密度無關(guān)，你認(rèn)為他得出的結(jié)論正確嗎？不正確，原因是沒有控制木塊排開液體的體積相同．
當(dāng)木塊漂浮時(shí)，受到的浮力等于它的重力，小明應(yīng)用這個(gè)知識(shí)，利用水和量筒測(cè)出了木塊的密度．實(shí)驗(yàn)過程如下：
（1）小明在量筒中倒人水，記下水的體積，如圖甲所示．
（2）把木塊輕輕放人水中，木塊漂浮在水面上不動(dòng)，此時(shí)量筒中的水面如圖乙所示，則木塊的質(zhì)量是5g．
（3）小明用一根細(xì)針把木塊全部壓入水中，量筒中的水面如圖丙所示，木塊的體積是10cm³．小明測(cè)出的木塊的密度值ρ_木=0.5g/cm³．

Answer 1

分析 探究浮力與密度的關(guān)系，應(yīng)控制物體排開液體的體積相同而液體密度不同，據(jù)此分析結(jié)論；
（2）利用排水法測(cè)出木塊排開水的體積，根據(jù)阿基米德原理和漂浮的特點(diǎn)F浮=G，可求出木塊的質(zhì)量；
（3）根據(jù)丙、甲兩圖中水面對(duì)應(yīng)的刻度差求出物體的體積，根據(jù)密度公式可求密度．

解答 解：該結(jié)論不正確．不論木塊浮在水中、鹽水中，根據(jù)漂浮條件可知，木塊受到的浮力都等于木塊的重力，木塊受到的浮力不變．因水的密度小于鹽水的密度，根據(jù)阿基米德原理，木塊浮在水表面時(shí)，木塊排開水的體積大于排開鹽水的體積；由于沒有控制木塊排開水和鹽水的體積相等，故得出的結(jié)論“浮力大小與液體密度無關(guān)”是錯(cuò)誤的；
（2）量筒原來水的體積V₀=20ml，放入木塊后，水面對(duì)應(yīng)的刻度V₁=25ml，
木塊排開水的體積：V_排=V₁-V₀=25ml-20ml=5ml=5cm³，
根據(jù)阿基米德原理和漂浮條件有：F_浮=ρ_水gV_排=mg，
所以木塊的質(zhì)量：m=ρ_水V_排=1g/cm³×5cm³=5g；
（3）丙圖中，水面對(duì)應(yīng)的刻度V₂=30ml，
根據(jù)甲丙兩圖可知，木塊的體積：V=V₂-V₀=30ml-20ml=10ml=10cm³，
小明測(cè)出的木塊的密度：ρ_木=$\frac{m}{V}$=$\frac{5g}{10c{m}^{3}}$=0.5g/cm³．
故答案為：不正確；沒有控制木塊排開液體的體積相同；
 （2）5； （3）10；0.5．

點(diǎn)評(píng) 本題給出了在只有量筒的條件下，測(cè)量密度小于水的物體密度的方法．主要考查量筒的使用、物體的浮沉條件、阿基米德原理、密度公式、控制變量法等知識(shí)．