Question

19．如圖所示，小紅將一只蘋果放入一只燒杯內(nèi)，并逐漸向燒杯中加水，A、B和C圖均為逐漸加水后的情景：
（1）比較AB兩圖可知：圖B中蘋果受到的浮力較大，從B圖可以判斷出蘋果的密度小于（選填“大于”、“等于”或“小于）水的密度．
（2）將燒杯中的水加滿如圖C所示，分析BC兩圖可知：B圖蘋果受到的浮力等于C圖蘋果受到的浮力大小 （選填“大于”、“小于”或“等于）．
（3）小紅又拿來一個(gè)盛較多水的大量筒，所盛水的體積為V₁，小紅借助這個(gè)量筒測(cè)出了蘋果的密度（整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中蘋果表面沾的水忽略不計(jì)，水的密度用ρ_水表示）：
①在C圖中，她輕輕取出蘋果，將量筒中的水緩慢倒入燒杯中，當(dāng)燒杯中的水被填滿時(shí)，量筒中剩余水的體積為V₂．則蘋果的質(zhì)量表達(dá)式：m=ρ_水（V₁-V₂）．
②接下來小紅用針把蘋果完全壓入盛滿水的燒杯中，水從燒杯中溢出后，再慢慢取出蘋果，并繼續(xù)將量筒中的水倒入燒杯中，當(dāng)燒杯中的水再次被填滿時(shí)，量筒中剩余水的體積為V₃．
③蘋果的密度表達(dá)式：ρ=$\frac{（{V}_{1}-{V}_{2}）{ρ}_{水}}{{V}_{2}-{V}_{3}}$．
（4）如果把C圖中的水換成鹽水，當(dāng)蘋果靜止時(shí)，蘋果露出液面的體積將變大，蘋果受到的浮力將不變（以上兩空均選填“變大”、“不變”或“變小”）．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)物體的密度小于液體的密度時(shí)，物體漂浮在液面上；當(dāng)物體的密度等于液體的密度時(shí)，物體懸浮在液體中；當(dāng)物體的密度大于液體的密度時(shí)，物體下沉到液體底部；
（2）物體受到的浮力大小跟物體排開液體的體積和液體的密度有關(guān)．根據(jù)容器的形狀、液體質(zhì)量大小等都沒有關(guān)系．
（3）測(cè)量蘋果的密度時(shí)，要測(cè)量蘋果的質(zhì)量和體積．
測(cè)量蘋果的質(zhì)量：利用漂浮條件和阿基米德原理進(jìn)行測(cè)量．
測(cè)量蘋果的體積：采用等效替代的方法．
物體漂浮的液面上，物體的重一定，受到的浮力一定，液體的密度越大，排開液體的體積越小．

解答 解：
（1）比較AB兩圖，水的密度不變，B圖中蘋果排開水的體積大，所受浮力較大；
B圖中蘋果漂浮在水面上，說明蘋果的密度小于水的密度；
（2）由圖B、C可知，蘋果都漂浮在水面上，蘋果受到的浮力等于蘋果的重力，兩種情況下，蘋果的重力不變，則蘋果受到的浮力不變，即B圖蘋果受到的浮力等于C圖蘋果受到的浮力；
（3）①由題意知，蘋果排開水的體積V=V₁-V₂，蘋果放在水中時(shí)漂浮在水面上，
由阿基米德原理可知，蘋果的重力G=F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水g（V₁-V₂），
所以，蘋果的質(zhì)量：m=$\frac{G}{g}$=ρ_水（V₁-V₂）；
③由題意可知，蘋果完全浸沒在水中時(shí)，蘋果排開水的體積為V_排′=V₂-V₃，即蘋果體積V=V₂-V₃；
蘋果的密度為：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{（{V}_{1}-{V}_{2}）{ρ}_{水}}{{V}_{2}-{V}_{3}}$；
（4）蘋果漂浮在液面上，蘋果的重一定，所以受到的浮力相等；
由于鹽水的密度大于水的密度，由F_浮=ρgV_排可知，蘋果排開鹽水的體積小于排開水的體積，則蘋果在鹽水中露出液面的體積將變大．
故答案為：
（1）B；小于；（2）等于；（3）①ρ_水（V₁-V₂）； ③$\frac{（{V}_{1}-{V}_{2}）{ρ}_{水}}{{V}_{2}-{V}_{3}}$；（4）變大；不變．

點(diǎn)評(píng) 測(cè)量固體密度時(shí)一定要想法測(cè)量物體的質(zhì)量和體積．
測(cè)量固體質(zhì)量的方法：用天平測(cè)量質(zhì)量；用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量重力求質(zhì)量；利用漂浮條件和阿基米德原理求重力，再求出質(zhì)量．
測(cè)量固體體積的方法：量筒測(cè)量體積，阿基米德原理測(cè)量體積；同體積的水等效替代的方法．