Question

13、小麗利用輕質木條和一個金屬塊等器材制作了如圖所示的測量液體密度的秤．使用時只要將金屬塊全部浸沒在待測液體中（不觸底），就能通過移動秤砣的位置，從木條上的刻度讀出液體的密度值．

（1）設計中所用到的物理知識有：①

杠桿平衡條件

；②

阿基米德原理

．
（2）若木條上A、B、C中有一點是零刻度，應該是

C

點，該秤的全部刻度是在零刻度的

左

邊（左或右）．

Answer 1

分析：（1）這是一個桿秤，是杠桿的模型，支點在手提的掛線處，阻力為金屬塊對桿秤的拉力，阻力臂為金屬塊掛點與支點的距離，阻力臂大小不變，動力是秤砣的重力，動力臂是秤砣據支點的距離．
（2）金屬塊對桿秤的拉力等于金屬塊重力和浮力的差，當金屬塊全部浸沒在待測液體中，根據阿基米德原理，液體密度越大，受到的浮力越大；
（3）物體受到的浮力越大，金屬塊對桿秤的拉力越小，根據杠桿平衡條件，動力臂越短，所以越往左，表示液體的密度越大．

解答：解：（1）金屬塊對桿秤的拉力等于金屬塊重力和浮力的差，當金屬塊不受浮力時，拉力最大，根據杠桿的平衡條件動力×動力臂=阻力×阻力臂，所以動力臂應該最長，因此零刻度在C點；
（2）金屬塊全部浸沒在待測液體中，液體的密度越大，根據阿基米德原理F浮=ρ_液gV_排，金屬塊受到的浮力越大，金屬塊對桿秤的拉力越小，根據杠桿的平衡條件動力×動力臂=阻力×阻力臂，動力臂越短，因此秤的全部刻度是在零刻度的左邊．
故答案為：（1）杠桿的平衡條件、阿基米德原理；
（2）C、左．

點評：（1）本題綜合了阿基米德原理和杠桿的平衡條件，屬于力學中比較難理解的問題；
（2）考查了學生的知識綜合運用能力和融會貫通能力，是一道考查學生綜合素質的好題．