Question

一根輕質(zhì)小彈簧原長(zhǎng)10厘米，兩端分別連接在容器底部和物體A上，將水逐漸注入容器，當(dāng)物體的一半浸入水中時(shí)，彈簧長(zhǎng)12厘米，如圖（a）所示．把水倒出，改用密度為 0.8×10³千克/米³的油注入容器，當(dāng)物體A全部浸入油中時(shí)，彈簧長(zhǎng)15厘米，如圖（b）所示．前后兩種情況下物體受到的浮力之比為    ；物體A的密度為    千克/米³．

Answer 1

【答案】分析：知道水的密度和油的密度，知道兩種情況排開液體的體積關(guān)系，利用阿基米德原理求受到的浮力關(guān)系；
在a圖，G_A+F_拉a=F_水=ρ_水Vg；在b圖，G_A+F_拉b=F_油=ρ_油Vg，分別求出拉力的表達(dá)式，根據(jù)彈簧性質(zhì)可得兩種情況拉力大小關(guān)系，據(jù)此求出m_A與V的比值即A的密度．
解答：解：∵F_浮=ρ_液V_排g，
∴前后兩種情況下物體受到的浮力之比：
F_水：F_油=ρ_水V_排水g：ρ_油V_排油g=ρ_水Vg：ρ_油Vg=1×10³kg/m³×Vg：0.8×10³kg/m³×Vg=5：8；
在a圖，對(duì)于A來(lái)說：
G_A+F_拉a=F_水=ρ_水Vg，
∴F_拉a=ρ_水Vg-G_A
在b圖，對(duì)于A來(lái)說：
G_A+F_拉b=F_油=ρ_油Vg，
F_拉b=ρ_油Vg-G_A，
由題知，根據(jù)彈簧性質(zhì)知道F_拉a：F_拉b=△L_a：△L_b=2：5，
（ρ_水Vg-G_A）：（ρ_油Vg-G_A）=2：5，
即：（ρ_水Vg-m_Ag）：（ρ_油Vg-m_Ag）=2：5，
解得：
ρ_A==300kg/m³．
故答案為：5：8；300．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)密度公式、阿基米德原理、彈簧的性質(zhì)（在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長(zhǎng)與拉力成正比）的了解與掌握，分析時(shí)要求靈活運(yùn)用公式，知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，屬于難題！