Question

如圖為彈簧測力計的刻度盤，給你一塊恰好為4N的合金塊，現(xiàn)要將此彈簧測力計改裝成測液體密度的密度計，請你選擇合適的器材完成．要求：
（1）列出還需要的器材；
（2）寫出實驗的步驟和測量的物理量；
（3）說明0刻度、最大刻度的位置和大小，以及測液體密度的注意點．

Answer 1

解：用細線將鐵塊系好，掛在彈簧測力計下，讀出測力計的示數(shù)G；
再分別讀出合金塊浸沒在水中和浸沒在某種液體中時測力計的示數(shù)F、F′，算出石塊在水中和某種液體中受到的浮力F_浮=G-F、F_浮′=G-F′．
由阿基米德原理F_浮=G_排=ρ_液gV_排可知，
G-F=ρ_水gV_排水，V_排水=
G-F′=ρ_液gV_排液，V_排液=
∵浸沒，∴V_排水=V_排液
=
∴ρ_液=ρ_水
故答案為：
（1）器材：燒杯和足量的水．
（2）步驟：將彈簧測力計下的合金塊浸沒在燒杯的水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)F．
（3）若合金塊浸沒在密度為ρ的液體中，彈簧測力計的示數(shù)為F′，
則：4-F=ρ_水gV_物
4-F′=ρgV_物
∴ρ=ρ_水
當F′=4 N時，ρ=0；∴0刻度在4 N處．
當F′=0 N時，ρ最大；∴最大刻度在0 N處，且最大值為ρ_水
使用這個改裝的密度計測液體密度時，合金塊必須掛在彈簧測力計下，并浸沒在待測液體中，不能觸及容器的底和側壁．
分析：本題考查利用浮力知識測量液體的密度，解答的關鍵是物體浸沒在水中和浸沒在另一液體中時排開的體積相等，利用這個關系列出關系式，進行化簡，找出液體密度的表達式．
點評：本題是一道實驗設計題．學生要認真思考，尋找便捷、合理的解題方法，培養(yǎng)綜合解答問題的能力．