Question

【題目】閱讀了教材“自制密度計”的課外小實(shí)驗(yàn)后，小葉和小王決定進(jìn)行一下嘗試．

（1）兩人選擇了一個由某種特殊材料制成的條形長方體A來制作密度計．小王測得A的質(zhì)量為12g．當(dāng)它漂浮在不同液面上時，所受到的浮力為 N．（g=10N/kg）

（2）小葉查閱了相關(guān)資料，在得知該材料的密度后，作出了如圖甲所示的ρ﹣V圖象，據(jù)圖象可以找到關(guān)于A的一些信息．兩人發(fā)現(xiàn)A的質(zhì)量可以在ρ﹣V圖中用陰影部分面積表示出來，請你在圖中用斜線畫出這一陰影部分．

（3）小王想用理論推導(dǎo)的方法，在A上標(biāo)注出各種密度值．他選擇首先標(biāo)注水的密度，在測量出A的長度為20cm后，作出了圖乙所示的示意圖．經(jīng)過計算，他確定出水面位置在距A上表面h= cm處，并作了標(biāo)記．（ρ水=1.0×103kg/m3）

（4）為了保證收益結(jié)果，兩人將A放入足夠多的水中，發(fā)現(xiàn)它不容易豎直漂浮．小葉在A的下端密繞了適量的金屬絲（金屬絲體積忽略不計），制成了“密度計”B．小王提醒他，如果這樣，B的刻度應(yīng)該與A不同．為了重新標(biāo)注，他們應(yīng)該測量的一個物理量是 ．

（5）按照上述方法，兩人在B上標(biāo)注出了水、酒精、汽油等液體對應(yīng)的刻度值，一個簡易的密度計就制成了．

Answer 1

【答案】（1）0.12；（2）見上圖；（3）8；（4）B的質(zhì)量（或重力）

【解析】

試題分析：（1）由物體的浮沉條件可知浮力等于重力：F浮=G=mg=12×10-3kg/m3×10N/kg=0.12N；（2）由圖象可知物體A的密度ρA=0.6g/cm3，由ρ=20cm3；在圖象甲中涂黑如上圖所示；（3）設(shè)物體A的底面積為s，浸入水中的深度為h′，則排開水的體積為V排=sh′，物體的體積V物=sh，物體A漂浮，則有GA=F浮，由阿基米德原理得F浮=ρ水gV排=ρ水gsh′，又由G=mg，ρ=m/V，得，G=ρ物gV物=ρ物gsh，所以ρ水gsh′=ρ物gsh，即：h′=12cm，水面位置在距A上表面h′′=20cm-12cm=8cm；（4）“密度計”B的重力增大，根據(jù)漂浮條件和阿基米德原理可知，GA=F浮=ρ水gV排，物體重力增大，放入液體中后排開水的體積較以前增大，會下沉一些，測量值比液體真實(shí)偏大，所以要重新測量B的質(zhì)量（或重力），重新標(biāo)注密度值。