题文

小明想知道酱油的密度有多大，找来一只弹簧测力计、细线、小石块和两只水杯．用一个杯装适量的水，另一个杯装适量的酱油，通过实验测出了酱油的密度． 请写出小明设计的实验步骤和所测物理量（物理量用字母表示） （1）______； （2）______； （3）______． 用测得的物理量写出密度的表达式______（用字母表示）

题型：问答题  难度：中档

答案

根据实验所给器材设计实验步骤：先用细线系住小石块，调节弹簧测力计，用弹簧测力计测出石块的重力，记为G1，再将小石块浸没在水杯中，测出弹簧测力计的示数，记为G2，则小石块在水中受到的浮力F1=G1-G2． 由阿基米德定律得：小石块在水中受到的浮力F1=ρ水v排g， ∴G1-G2=ρ水v排g，∴v排= G1-G2 ρ水g ． 将小石块浸没在酱油中，记下弹簧测力计示数G3，则小石块在酱油中受到的浮力F2=G1-G3． 由阿基米德定律得：小石块在水中受到的浮力F2=ρ酱油v排g， ∴G1-G3=ρ酱油v排g，∴v排= G1-G3 ρ酱油g ． ∵浸没在液体中的小石块的体积等于它排开液体的体积； ∴ G1-G2 ρ水g = G1-G3 ρ酱油g ． ∴ρ酱油= G1- G3 G1-G2 ?ρ水． 故答案为：（1）用细线系住小石块，调节弹簧测力计，用弹簧测力计测出石块的重力，记为G1； （2）将小石块浸没在水杯中，测出弹簧测力计的示数，记为G2； （3）将小石块浸没在酱油中，记下弹簧测力计示数G3． ρ酱油= G1- G3 G1-G2 ?ρ水．

据专家权威分析，试题“小明想知道酱油的密度有多大，找来一只弹簧测力计、细线、小石块..”主要考查你对  浮力及阿基米德原理，液体密度的测量  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

浮力及阿基米德原理液体密度的测量

考点名称：浮力及阿基米德原理

• 浮力：
  （1）定义：浸在液体中的物体受到向上托的力叫做浮力。
  （2）施力物体与受力物体：浮力的施力物体是液体 (或气体)，受力物体是浸入液体(或气体)中的物体。
  （3）方向：浮力的方向总是竖直向上的。
  阿基米德原理：
  （1）原理内容：浸在液体里的物体受到液体竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
  （2）公式：，式中ρ_液表示液体的密度，V_排是被物体排开的液体的体积，g取9．8N／kg。

• 浮力大小跟哪些因素：
  有关浸在液体中的物体受到浮力的大小，跟物体浸入液体中的体积有关，跟液体的密度有关，跟物体浸入液体中的深度无关。跟物体本身密度大小无关。

• 阿基米德原理的五点透析：
  (1)原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态：一是物体的全部体积都浸入液体里，即物体浸没在液体里；二是物体的一部分体积浸入液体里，另一部分露在液面以上。
  
  (2)G_排指被物体排开的液体所受的重力，F_浮= G_排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。
  
  (3)V_排是表示被物体排开的液体的体积，当物体全部浸没在液体里时，V_排=V_物；当物体只有一部分浸入液体里时，则V_排<V_物。
  
  (4)由可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、液体的多少等因素无关。
  
  (5)阿基米德原理也适用于气体，但公式中ρ_液应该为ρ_气。
  
  控制变量法探究影响浮力大小的因素:
       探究浮力的大小跟哪些因素有关时，用“控制变量法”的思想去分析和设计，具体采用“称量法”来进行探究，既能从弹簧测力计示数的变化中体验浮力，同时，还能准确地测出浮力的大小。
  例1小明在生活中发现木块总浮在水面，铁块却沉入水底，因此他提出两个问题：
  问题1：浸入水中的铁块是否受到浮力?
  问题2：浮力大小与哪些因素有关?
  为此他做了进一步的猜想，设计并完成了如图所示实验，
  (1)(b)、(c)图中弹簧测力计示数均小于(a)图中弹簧测力计示数，说明浸入水中的铁块__(选填 “受到”或“不受到”)浮力；
  (2)做___(选填字母)两次实验，是为了探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关；
  (3)做(d)、(e)两次实验，是为了探究浮力大小与 __的关系。
  
  解析(1)物体在水中时受到水向上托的力，因此示数会变小。