Question

12．學習浮力知識后，小剛用一根粗細均勻的吸管自制了一支密度計．他在吸管的下端裝入適量的鋼珠后用蠟封住并使底部平整．做好后測出該密度計的總質量為2.4g，吸管總長為0.12m．

（1）如圖甲所示是小剛將該密度計放入水中靜止時的情形，A是他在吸管上標記的此時水面的位置．則圖中密度計受到的浮力是2.4×10^-2 N．
（2）若將該密度計從水中取出擦干、放到密度為1.1×10³kg/m³的鹽水中，漂浮時密度計受到的浮力為2.4×10^-2N，此時吸管上鹽水液面的位置在A的下方（選填“上方”或“下方”）．
（3）小剛將自制好的密度計放入另一種液體中，沉到容器底，不好測量這種液體密度，如圖乙所示，可采取的辦法是加液體（或換用細長的容器）．

Answer 1

分析 （1）根據吸管的質量可求得其重力，吸管在水中是漂浮的，受到的浮力與它的重力相等，
（2）將該密度計從水中取出擦干、放到密度為1.1×10³kg/m³的鹽水中，仍然漂浮，浮力等于重力，液體密度增大，木塊排開液體的體積減小．
（3）密度計是用來測量液體密度的儀器，它是利用漂浮在液面上的物體受到的浮力等于物體自身重力的原理制成的．

解答 解：（1）吸管的重力G=mg=2.4×10^-3kg×10N/kg=2.4×10^-2N．
所以吸管的重力G=F_浮=2.4×10^-2N，
（2）若將該從水中取出擦干、放到密度為1.1×10³kg/m³的鹽水中，液體密度增大，密度計仍然漂浮，浮力大小不變，為2.4×10^-2N；
根據公式F_浮=ρ_液gV_排可知密度計排開液體的體積減小，露出水面的體積增大，故此時吸管上鹽水液面的位置在A的下方．
（3）由于制成的密度計，不能再改變，所以為了讓吸管能豎直的漂浮在液體中，應加液體（或換用細長的容器）．
故答案為：（1）2.4×10^-2；（2）2.4×10^-2；下方；（3）加液體（或換用細長的容器）．

點評 本題考查密度和浮力的計算，關鍵明白物體漂浮時浮力等于自身重力，影響浮力大小的因素是液體的密度和物體排開液體的體積．