Question

5．小麗同學(xué)利用一根吸管制作一個簡易密度計．

（1）為讓吸管能豎直漂浮在液體中，應(yīng)在吸管的下端（上端/下端）塞入一些銅絲作為配重，并用石蠟將吸管的下端封閉起來．
（2）這根吸管豎直漂浮在不同液體中時，受到的浮力大小不變（變大/變小/不變），液體的密度越大，它露出液面部分的長度越長（越長/越短/不變），竹筷下表面受到水的壓強等于竹筷下表面受到鹽水的壓強（均選填“大于”、“等于”、或“小于”）．
（3）如在吸管上標(biāo)上相應(yīng)的密度刻度，不就能直接顯示所測液體密度的大小嗎？于是她決定對吸管進(jìn)行刻度的標(biāo)定．在標(biāo)定刻度前，她先測出吸管在水中漂浮時浸入水中的深度H（如圖1所示）．若漂浮在密度為ρ_液的其他液體中，則浸入的深度為h，可推出h的表達(dá)式為h=$\frac{{ρ}_{水}}{{ρ}_{液}}$H．（用ρ水、ρ液、H表示）根據(jù)以上表達(dá)式即可對不同液體的密度在吸管上進(jìn)行標(biāo)定．圖2中的四種刻度的標(biāo)示合理的是C．
（4）為使測量結(jié)果更準(zhǔn)確，要使簡易密度計上兩條刻度線（如0.9、1.0）之間的距離大一些，可適當(dāng)增大（“增大”或“減小”）配重，或換細(xì)（“粗”或“細(xì)”）一點的管子．

Answer 1

分析 （1）因為密度計是一根兩端封閉即空心的，所以能使密度計浮在液體表面，為了使它保持豎直的漂浮，就在管的底部封存少許重物；
（2）密度計的質(zhì)量一定，在液體中受力平衡，受到的浮力總是等于重力，被測液體的密度越大，排開液體的體積越小，浸入液體部分也越小，據(jù)此分析回答；根據(jù)P=$\frac{F}{S}$判斷竹筷下表面受到水的壓強與竹筷下表面受到鹽水的壓強的大小；
（3）根據(jù)密度計的刻度由上至下數(shù)值逐漸增大分析；
（4）為了使測量結(jié)果更準(zhǔn)確，使密度計上兩條刻度線（如0.9、1.0）之間的距離大一些，因為△V=sh，所以可知減小S，即可使h變大，據(jù)此設(shè)計即可．

解答 解：
（1）為了讓飲料吸管能豎直的漂浮在液體中，吸管下端塞入一些銅絲作為配重，這樣做目的是讓密度計豎直漂浮在液體中；
（2）密度計是漂浮在液體中，所受浮力等于本身的重力，浮力保持不變，如果液體的密度越大，則密度計浸入液體中的體積越小，即越往上浮，則露出液面部分的長度越長；根據(jù)P=$\frac{F}{S}$知，在浮力和受力面積相同的情況下，竹筷下表面受到水的壓強等于竹筷下表面受到鹽水的壓強．
（3））因為密度計是漂浮在液體中，所受浮力等于本身的重力，則F_浮水=F_浮液=G，即ρ_水gSH=ρ_液gSh=G，
因為h=$\frac{{ρ}_{水}}{{ρ}_{液}}$H，h和ρ_液是反比例函數(shù)，
所以刻度分布不均勻．且密度計的刻度由上至下數(shù)值逐漸增大；則密度的變大時h_液變化越小，故C正確；
（4）因為F_浮液=G，即ρ_液gSh=G，則△V=sh，
所以△V變大，或使h變大，具體做法是：可適當(dāng)增大配重，用更細(xì)的吸管．
故答案為：（1）下端；（2）不變；越長；等于；（3）h=$\frac{{ρ}_{水}}{{ρ}_{液}}$H；C；（4）增大；細(xì)．

點評 密度計是物體的沉浮條件的實際應(yīng)用，要結(jié)合阿基米德原理和沉浮條件分析有關(guān)問題：放入不同的液體，液體密度越大，排開體積越小，類似現(xiàn)象：輪船從江中駛?cè)氪蠛＃?/p>