Question

13．小云同學(xué)在學(xué)習(xí)了”阿基米德原理“后，善于思考的他發(fā)現(xiàn)用彈簧測(cè)力計(jì)也可以測(cè)出液體的密度．下面是他設(shè)計(jì)的測(cè)量鹽水密度的實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）如圖甲，把一個(gè)合金塊用細(xì)線懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上，測(cè)出合金塊的重力G=4.0N；（已知ρ_合金=8.0×10³kg/m³）
（2）如圖乙，將掛在彈簧測(cè)力計(jì)掛鉤上的合金塊浸沒(méi)在鹽水中，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F=3.4N．
（3）計(jì)算合金塊浸沒(méi)在鹽水中所受到的浮力F浮=0.6N；
（4）根據(jù)阿基米德原理計(jì)算出鹽水的密度ρ=1.2×10³kg/m³．
（5）若操作步驟（2）時(shí)合金塊觸碰到了容器底部，仍按上述方法測(cè)出的鹽水密度比真實(shí)值要偏大（選填”偏大“或”偏小“）

Answer 1

分析 （2）根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的分度值讀出合金塊浸沒(méi)在鹽水中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；
（3）已知合金塊的重力和將物塊浸沒(méi)在水中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，利用稱重法求出該物體所受的浮力；
（4）根據(jù)合金塊的重力求出合金塊的質(zhì)量，已知合金的密度，求出合金塊的體積；再利用阿基米德原理求鹽水的密度；
（5）合金塊觸碰到了容器底部則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)會(huì)變小，合金塊浸沒(méi)在鹽水中所受到的浮力會(huì)變大，據(jù)此分析．

解答 解：
（2）由圖可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，合金塊浸沒(méi)在水中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F=3.4N；
（3）合金塊浸沒(méi)在鹽水中所受到的浮力等于物體的重力減去物體在液體中測(cè)力計(jì)的示數(shù)；
即合金塊所受浮力：F_浮=G-F=4N-3.4N=0.6N；
（4）合金塊的質(zhì)量為：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{4N}{10N/kg}$=0.4kg；
由密度公式可得，合金塊的體積：V=$\frac{m}{{ρ}_{合金}}$=$\frac{0.4kg}{8.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=5×10^-5m³；
因合金塊浸沒(méi)在鹽水中，所以合金塊排開(kāi)鹽水的體積：V_排=V=5×10^-5m³；
由阿基米德原理可得，鹽水的密度為：ρ_鹽水=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{排}}$=$\frac{0.6N}{5×1{0}^{-3}{m}^{3}×10N/kg}$=1.2×10³kg/m³；
（5）合金塊觸碰到了容器底部則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)會(huì)變小，合金塊浸沒(méi)在鹽水中所受到的浮力會(huì)變大，根據(jù)公式ρ_鹽水=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{排}}$得，鹽水的密度會(huì)偏大．
故答案為：（2）3.4；（3）0.6；（4）1.2×10³；（5）偏大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了浮力的計(jì)算，同時(shí)考查了學(xué)生利用控制變量法分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力，會(huì)用稱重法測(cè)浮力、知道浮力大小的影響因素是本題的關(guān)鍵．