Question

8．小明按照教材中“綜合實踐活動”的要求制作簡易密度計．
（1）取一根粗細均勻的飲料吸管，在其下端塞入金屬絲并用石蠟封口，放入水中，吸管豎直漂浮在水面上，吸管所受浮力為F_浮1．如圖所示，小明感覺吸管浸入水中的長度偏大，在不改變吸管的前提下，他應減少塞入的金屬絲的質(zhì)量（填具體操作），再次將吸管放入水中，吸管仍豎直漂浮在水面上，此時吸管浸入水中的長度為H，吸管所受浮力為F_浮2．則F_浮1＞F_浮2 （選填“=”、“＞”或“＜”）．
（2）再將此吸管放入另一液體中，測得此時吸管浸入液體中的長度為h，此時吸管所受浮力為F_浮3．則F_浮3=F_浮2 （選填“=”、“＞”或“＜”），液體密度的表達式為ρ_液=$\frac{{ρ}_{水}H}{{ρ}_{液}}$．（用“ρ_水”、“H”和“h”來表達）
（3）小明在吸管上標出1.0刻度線（單位g/cm³，下同），緊接著標出了其他刻度線．結(jié)果發(fā)現(xiàn)，0.9刻線是在1.0刻線的上 （上/下）方．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)漂浮的條件即判斷；
（2）吸管在水和另一種液體中，浸入的深度不同，但都漂浮，所以浮力相等，都等于自身的重力，可得出h與ρ_水、ρ_液，及H的關系式．
（3）密度計的刻度線上端刻度小、下端刻度大．

解答 解：
（1）吸管浸入水中的長度偏大，在不改變吸管的前提下，應該將減少塞入的金屬絲，將其重力減�。辉俅螌⑽�管放入水中，吸管仍豎直漂浮在水面上，并根據(jù)漂浮條件可知；兩次吸管所受浮力都與重力相等；因為重力減小，浮力也減小，故F_浮1＞F_浮2；
（2）由于吸管在兩種液體中均漂浮，
所以F_浮=G，重力相等，故F_浮3=F_浮2；設吸管的底面積為S，根據(jù)物體浮沉條件可知，
F_浮3=F_浮2，即ρ_水gSH=ρ_液gSh，
h=$\frac{{ρ}_{水}H}{{ρ}_{液}}$．
（3）密度計都漂浮在液體中，浮力相同，浸入水的體積越大，液體的密度越小，即密度計刻度線上端刻度小、下端刻度大；即0.9刻線是在1.0刻線的上方．
故答案為：（1）減少塞入的金屬絲的質(zhì)量；＞；（2）=；$\frac{{ρ}_{水}H}{{ρ}_{液}}$；（3）上．

點評 密度計是物體的沉浮條件的實際應用，要結(jié)合阿基米德原理和沉浮條件分析有關問題：放入不同的液體，液體密度越大，排開體積越小，有一定的難度．