Question

1．一形状不规则且不吸水的小固体漂浮物，为测定该物体密度，小华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．
（1）排出塑料吸盘内的空气，大气压把吸盘压在容器底．
（2）如图甲所示，弹簧测力计测出该物体的重力为G；如图乙所示，小阳还应竖直向上拉动测力计，使物体浸没在水中，再读出弹簧测力计的示数为F；
（3）则该物体的密度ρ=$\frac{G{ρ}_{水}}{G+F}$．（已知水的密度为ρ_水，忽略绳重与摩擦）

Answer 1

分析 （1）从大气压的角度分析吸盘为什么能压在容器底上；
（2）当物体如图乙，向上拉动弹簧测力计，使物体浸没在水中并静止时，分析物体的受力情况，物体受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和拉力作用，浮力等于重力加上拉力，求出物体的体积．
（3）知道物体的重力，利用G=mg求出质量和体积，根据密度公式求出物体的密度．

解答 解：（1）将吸盘内空气排出，大气压大于吸盘内的气压，因此吸盘被紧压在墙面上，
（2）物体挂在弹簧测力计上，测量物体的重力G=mg，所以物体的质量为：m=$\frac{G}{g}$．
物体如图乙，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，浮力等于重力加上拉力，
所以，F_浮=G+F，
由阿基米德原理得，ρ_水gV=G+F，
所以，V=$\frac{G+F}{{ρ}_{水}g}$，
物体的密度为：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{G}{g}}{\frac{G+F}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{G{ρ}_{水}}{G+F}$．
故答案为：（1）大气压；（2）竖直向上拉动测力计，使物体浸没在水中；（3）$\frac{G{ρ}_{水}}{G+F}$．

点评 测量固体密度时一定要想法测量物体的质量和体积．
测量固体质量的方法：用天平测量质量；用弹簧测力计测量重力求质量；利用漂浮条件求重力，再求出质量．
测量固体体积的方法：量筒测量体积，阿基米德原理测量体积；同体积的水等效替代的方法．