问题 问答题

小明和同学们在实验室中利用浮力的知识来测量物体的密度:

(1)测量一个石块浸没在水中的浮力:小明先用弹簧测力计测出石块在空气中的重力为5N,然后将石块完全浸没在水中,弹簧测力计的读数如图1示,则石块所受的浮力为______;继续让石块在水中下沉一些,但未碰到容器底,弹簧测力计的示数将______.(填“变大”、“变小”或“不变”)

(2)同组有一个同学提出这样的疑问:对于漂浮的物体能否利用上述方法来测量密度呢?为了解决这样的疑问小组同学找来了弹簧测力计、滑轮、塑料吸盘、细线等器材,进行了如下实验来测量一形状不规则的小塑料块的密度.

(a)如图2所示,将塑料块用细线系住挂在弹簧测力计上,静止时读出弹簧测力计的示数为F1

(b)如图2所示,小明还应______,再读出弹簧测力计的示数为F2

(c)则该物体的密度ρ=______.(已知水的密度为ρ,忽略绳重与摩擦)

(d)为确保实验成功,吸盘能牢牢吸在容器底.请你提出一条合理的建议:______.

答案

(1)由图可知,石块重为5N,石块浸没在水中弹簧测力计的示数为2.8N,

石块在水中受到水的浮力:F=G-F=5N-2.8N=2.2N;

∵Fvg,石块在水中下沉时,排开水的体积不变,

∴石块受到水的浮力不变,

∵G=F+F

∴F=G-F

又∵石块重不变,

∴弹簧测力计的示数不变.

(2)要测量物体的密度,一定想法测量物体的质量和体积.

物体挂在弹簧测力计上,测量物体的重力G=F1=mg,所以物体的质量为:m=

F1
g

物体如图2,向上拉动弹簧测力计,使物体浸没在水中并静止时,物体受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和拉力作用,浮力和重力、拉力是平衡力,

所以,F=F1+F2

由阿基米德原理得,ρgV=F1+F2

所以,V=

F1+F2
ρg

物体的密度为:ρ=

m
V
=
F1
g
F1+F2
ρg
=
F1ρ
F1+F2

为了确保实验成功,塑料吸盘的表面积大一些,避免吸盘和被测物体脱落.

故答案为:(1)2.2;不变;

(2)(a)向上拉动弹簧测力计,使物体完全浸没在水中静止时;(c)

F1ρ
F1+F2
;(d)增大吸盘的表面积.

单项选择题
多项选择题