Question

11．小宇同學(xué)想利用圖示裝置來(lái)探究“物體下沉的條件”，已知物塊的休積是50cm³，如圖1、2所示，他將物塊緩慢勻速浸沒(méi)到液體中，測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖所示，g取10N/kg．
（1）由圖示可知，物塊浸沒(méi)在液體中時(shí)受到的浮力為0.5N；通過(guò)運(yùn)算，可知燒杯中液體的密度為1g/cm³．
（2）小宇同學(xué)換用不同的下沉物體多次實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)物體下沉的條件是F_浮小于G_物（選填“大于”或“小于”）；
（3）同桌的小虎同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程分別畫(huà)了測(cè)力計(jì)拉力、浮力、容器底部所受液體壓力以及容器對(duì)桌面的壓力與物體浸入深度h的圖象，其中表示容器底部所受液體壓力與物體浸入液體深度的關(guān)系圖象是C．

4）通過(guò)交流，班上的小華同學(xué)突發(fā)奇想，如果在測(cè)力計(jì)1N的位置標(biāo)上剛才計(jì)算出的液體密度值，就可以把測(cè)力計(jì)改裝成一個(gè)密度秤．該密度秤的零刻度應(yīng)標(biāo)在1.5N處，該密度秤的刻度是均勻（選填“均勻”或“不均勻”）．
（5）若原物塊質(zhì)量、體積、密度分別記為m₀、V₀、ρ₀，為了增大該密度秤的量程可以B
A．換為體積為V₀，密度比ρ₀小的物塊      B．換為質(zhì)量為m₀，密度比ρ₀大的物塊
C．換為更大量程的測(cè)力計(jì)                 D．換為質(zhì)量比m₀大，體積比V₀大的物塊．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)重力和質(zhì)量的關(guān)系式G=mg，導(dǎo)出m=$\frac{G}{g}$，計(jì)算質(zhì)量；重力差法計(jì)算浮力：F_浮=G-G′；根據(jù)阿基米德原理：F_浮=ρ_液gV_排，導(dǎo)出ρ_液=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{排}}$，計(jì)算密度．
（2）物體在液體中的浮沉條件：上�。篎_浮＞G；懸�。篎_浮=G；下沉：F_浮＜G；
（3）由p=ρgh和F=pS分析物體A下表面所受液體壓力與其浸入水中深度h的關(guān)系得出答案；
（4）根據(jù)液面密度的計(jì)算公式、浮力大小分析；
（5）從影響浮力大小和物體重力方面綜合考慮．

解答 解：
（1）因?yàn)镚=mg，物體質(zhì)量為：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{1.5N}{10N/kg}$=0.15kg5； F_浮=G-G′=1.5N-1N=0.5N；
由阿基米德原理F_浮=ρ_液gV_排可知液體密度為：ρ_液=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{排}}$=$\frac{0.5N}{10N/kg×5×1{0}^{-5}{m}^{3}}$=1×10³kg/m³．
（2）由實(shí)驗(yàn)可知，物體下沉的條件是F_浮 ＜G_物；
（3）由題意可知，物體放入液體前，容器底部受到一定的壓強(qiáng)和壓力，當(dāng)慢慢放入物塊后，隨著物塊排開(kāi)的液體的體積變大，則液面升高，由p=ρgh和F=pS可知壓力也會(huì)慢慢變大，全部浸入水中后，液面高度不變，壓力不變，故C符合．
（4）物體在液體中受到的浮力為0.5N，在液體中測(cè)力計(jì)示數(shù)為1N，物體在空氣中的示數(shù)為1.5N，故密度秤的零刻度應(yīng)標(biāo)在1.5N處；
由ρ_液=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{排}}$可知，液體密度大小與浮力大小是成正比的，該密度秤的刻度是均勻的；
（5）要想提高液體密度秤測(cè)量液體密度時(shí)的量程，可以增大分度值，在物體的質(zhì)量不變時(shí)，需要減小物體的體積，故換用密度比ρ₀大的物塊，故選B．
故答案為：（1）0.5；1；（2）小于；（3）C；（4）1.5；均勻；（5）B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)密度公式、阿基米德原理、彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)的掌握和運(yùn)用，靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，是一道難度較大的題目．