Question

阅读了教材“自制密度计”的课外小实验后,小叶和小王决定进行一下尝试.

(1)两人选择了一个由某种特殊材料制成的条形长方体A来制作密度计.小王测得A的质量为 12 g,当它漂浮在不同液面上时,所受到的浮力为______N.(g=10 N/kg) 

(2)小叶查阅了相关资料,在得知该材料的密度后,作出了如图甲所示的ρ-V图像,据图像可以找到关于A的一些信息.两人发现A的质量可以在ρ-V图中用阴影部分面积表示出来,请你在图中用斜线画出这一阴影部分.

(3)小王想用理论推导的方法,在A上标注出各种密度值.他选择首先标注水的密度,在测量出A的长度为 20 cm后,作出了如图乙所示的示意图.经过计算,他确定出水面的位置在距A上表面h=____cm处,并作了标记.(ρ_水=1.0×10³ kg/m³) 

(4)为了保证实验结果,两人将A放入足够多的水中,发现它不容易竖直漂浮.小叶在A的下端密绕了适量的金属丝(金属丝体积忽略不计),制成了“密度计”B.小王提醒他,如果这样,B的刻度应该与A不同.为了重新标注,他们应该测量的一个物理量是___________________. 

(5)按照上述方法,两人在B上标注出了水、酒精、汽油等液体对应的刻度值,一个简易的密度计就制成了.

Answer

0.12 8 B的质量(或重力)

【解析】试题分析：（1）由物体的浮沉条件可知浮力等于重力：F浮=G=mg=12×10-3kg/m3×10N/kg=0.12N；（2）由图象可知物体A的密度ρA=0.6g/cm3，由ρ=20cm3；在图象甲中涂黑如上图所示；（3）设物体A的底面积为s，浸入水中的深度为h′，则排开水的体积为V排=sh′，物体的体积V物=sh，物体A漂浮，则有GA=F浮，由阿基米德原理得F浮=ρ水gV排=ρ水gsh′，又由G=mg，ρ=m/V，得，G=ρ物gV物=ρ物gsh，所以ρ水gsh′=ρ物gsh，即：h′=12cm，水面位置在距A上表面h′′=20cm-12cm=8cm；（4）“密度计”B的重力增大，根据漂浮条件和阿基米德原理可知，GA=F浮=ρ水gV排，物体重力增大，放入液体中后排开水的体积较以前增大，会下沉一些，测量值比液体真实偏大，所以要重新测量B的质量（或重力），重新标注密度值。