Question

16．小明自制土密度計(jì)并測定鹽水的密度．
實(shí)驗(yàn)器材：刻度尺、圓柱形竹筷、細(xì)鉛絲、燒杯、水、待測鹽水．
（1）實(shí)驗(yàn)步驟：
①在竹筷的一端纏上適量細(xì)鉛絲，制成土密度計(jì)；
②用刻度尺測出竹筷的長度L；
③把土密度計(jì)放入盛水的燒杯中，靜止后用刻度尺測出液面上竹筷的長度h₁（如圖所示）；
④把土密度計(jì)放入鹽水中，靜止后用刻度尺測出液面面上竹筷的長度h₂．
請將上面實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整并回答下列問題：
（2）竹筷一端纏上鉛絲，是為了使竹筷能夠豎直漂浮在液體中．
（3）被測液體的密度越大，密度計(jì)排開液體的體積越小（選填“越小”或“越大”），所以密度計(jì)刻度的特點(diǎn)是下大上小（選填“上大下小”或“下大上小”）．
（4）被測鹽水的密度表達(dá)式：ρ_鹽水=$\frac{{ρ}_{水（L-{L}_{1}）}}{L-{h}_{2}}$ （不計(jì)鉛絲體積）．

Answer 1

分析 將水的密度作為已知條件，根據(jù)密度計(jì)的工作原理：漂浮條件，浮力與重力相等，列出浮力表達(dá)式F_浮=ρ_液gV_排，通過數(shù)學(xué)中的分式運(yùn)算寫出鹽水的密度式．

解答 解：
（1）實(shí)驗(yàn)步驟：
④把土密度計(jì)放入盛鹽水的燒杯中，靜止后用刻度尺測出液面面上竹筷的長度h₂（或把土密度計(jì)放入盛鹽水的燒杯中，靜止后用刻度尺測出竹筷浸入液面下的長度h₂）；
（2）鉛絲的密度比較大，在液體中能夠浸沒，并且密度計(jì)重心越低越穩(wěn)定，使密度計(jì)能夠豎直漂浮在液體中；
（3）根據(jù)漂浮條件，密度計(jì)在液體中處于漂浮狀態(tài)，浮力與重力相等，因此密度計(jì)在水中與在鹽水中所受的浮力相等，即：
F_浮=ρ_液gV_排，當(dāng)液體密度越大時(shí)，V_排會越小，此時(shí)密度計(jì)算浸在液體中的深度越小，所以密度計(jì)的刻度特點(diǎn)是下大上�。�
（4）在水中時(shí)：F_浮=ρ_水gV_排1=ρ_水gs（L-h₁）；
在鹽水中時(shí)：F_浮=ρ_鹽水gV_排2=ρ_鹽水gs（L-h₂）或者：F_浮=ρ_鹽水gV_排1=ρ_水gsh₂；
因?yàn)楦×ο嗟人�以：�?SUB>水gs（L-h₁）=ρ_鹽水gs（L-h₂）或者：ρ_水gs（L-h₁）=ρ_鹽水gsh₂；
即：ρ_鹽水=$\frac{{ρ}_{水（L-{L}_{1}）}}{L-{h}_{2}}$；
故答案為：（1）④把土密度計(jì)放入鹽水中，靜止后用刻度尺測出液面上竹筷的長度h₂；（2）使竹筷能夠豎直漂浮在液體中；（3）越�。幌麓笊闲�；（4）$\frac{{ρ}_{水（L-{L}_{1}）}}{L-{h}_{2}}$．

點(diǎn)評 考查了液體密度的測量與計(jì)算，密度計(jì)的使用與浮力的知識有關(guān)，需要學(xué)生能夠靈活得將密度與浮力聯(lián)系起來，本題難度較大．