Question

1．在一次科學興趣小組的活動中，某小組同學準備用彈簧測力計、燒杯、水、吸盤、定滑輪、細線來測量木塊（不吸水）的密度．
（1）如圖甲所示，用彈簧測力計測出木塊在空氣中的重1.2N．
（2）將滑輪的軸固定在吸盤的掛鉤上，擠出吸盤內部的空氣，吸盤在大氣壓的作用下被緊緊壓在燒杯底部，如圖乙所示．在燒杯中倒入適量的水，將木塊放入水中后，用彈簧測力計將木塊全部拉入水中，如圖丙所示，此時彈簧測力計示數(shù)為0.8N．（提示：通過定滑輪拉力的方向改變，大小不變）
（3）如果不計摩擦和繩重，圖丙所示的木塊受到的浮力為2N．木塊的密度為0.6×10³kg/m³．
（4）如果將燒杯中的水換成另一種液體，用彈簧測力計將該木塊全部拉入該液體中時，彈簧測力計示數(shù)為0.4N，該液體的密度為0.8×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）明確彈簧測力計的分度值，再根據(jù)指針指示來讀數(shù)；
（2）將滑輪的軸固定在吸盤的掛鉤上，擠出吸盤內部的空氣，吸盤內的氣壓小于外界大氣壓，在外界大氣壓的作用下，吸盤被壓在燒杯底部；
（3）圖丙中使用的是定滑輪，不能省力，所以彈簧測力計的示數(shù)即為對木塊的拉力，根據(jù)二力平衡知識可知F_浮=G+F_拉求出浮力；根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排求出木塊的體積；根據(jù)G=mg=ρ_木gV求出木塊的密度；
（4）根據(jù)F_浮=G+F_拉求出木塊在液體中受的浮力；根據(jù)F_浮=ρ_液gV_排求出液體的密度．

解答 解：
（1）圖甲中彈簧測力計的分度值為0.4N，木塊在空氣中的重力即彈簧測力計的示數(shù)為1.2N；
（2）將滑輪的軸固定在吸盤的掛鉤上，擠出吸盤內部的空氣，吸盤內的氣壓小于外界大氣壓，在外界大氣壓的作用下，吸盤被壓在燒杯底部；
（3）圖丙中彈簧測力計的拉力F_拉=0.8N，
由力的平衡條件可得，木塊浸沒在水中受到的浮力：F_浮=G+F_拉=1.2N+0.8N=2N；
由F_浮=ρ_水gV_排可得，木塊的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$，
因為G_木=m_木g=ρ_木gV，
所以木塊的密度：
ρ_木=$\frac{{G}_{木}}{gV}$=$\frac{{G}_{木}}{g×\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{G}{{F}_{浮}}$×ρ_水=$\frac{1.2N}{2N}$×1×10³kg/m³=0.6×10³kg/m³；
（4）木塊在液體中受的浮力：F_浮′=G+F_拉′=1.2N+0.4N=1.6N，
又F_浮′=ρ_液gV_排，且木塊兩次排開液體的體積相等，即V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$，
所以，該液體的密度：
ρ_液=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{g{V}_{排}}$=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{g×\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{{F}_{浮}}$×ρ_水=$\frac{1.6N}{2N}$×1×10³kg/m³=0.8×10³kg/m³；
故答案為：（1）1.2N；（2）大氣壓；（3）2；0.6×10³；（4）0.8×10³．

點評 此題主要考查的是學生對彈簧測力計的使用、浮力、重力、密度計算公式的理解和掌握等，知識點較多，難度不大．