Question

14．小阳与实践小组成员利用假期到水库清理水面垃圾，发现水面有一形状不规则且不吸水的小固体漂浮物，为研究该物体密度，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：
（1）如图甲所示，擦干该物体，静止时读出弹簧测力计的示数为2.4N；
（2）这个物体浸没时所受浮力为4N；
（3）则该物体的质量为0.24kg；密度ρ=4×10^-4m³．（水的密度为ρ水=10³kg/m³，g=10N/kg，忽略线绳重与摩擦）
（4）因为细线重量和摩擦总是存在的，所以测得密度值偏小（选填“大”或“小”）．

Answer 1

分析 （1）确定测力计的分度值，读出其示数；
（2）根据定滑轮的特点，弹簧测力计的示数等于细绳对物体向下的拉力，从而可根据浮力、重力和拉力的关系求出浮力的大小；
（3）由m=$\frac{G}{g}$求出物体的质量，由V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$求出物体的体积，从而可根据密度公式求出其密度；
（4）摩擦力存在，所测拉力偏大，浮力偏大，从而可判断出体积测量偏大，由此可分析出测量误差．

解答 解：（1）由图甲知，测力计的分度值为0.2N，示数为2.4N；
（2）由图乙知，测力计的示数为1.6N，因为是定滑轮，所以绳对物体的拉力为1.6N；
由题意知：F_浮=G+F=2.4N+1.6N=4N；
（3）由G=mg得，物体的质量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{2.4N}{10N/kg}$=0.24kg；
由F_浮=ρ_液gV_排得，物体的体积：V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{4N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=4×10^-4m³；
所以物体的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.24kg}{4×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=0.6×10³kg/m³；
（4）摩擦力存在，所测拉力偏大，浮力偏大，从而可判断出体积测量偏大，根据密度的公式可知，所测物体的密度偏小．
故答案为：（1）2.4N；（2）4N；（3）0.24kg；4×10^-4m³；（4）小．

点评 本题是测量物体的密度实验，主要考查了浮力的相关知识，要掌握测力计的求法，分析出浮力、重力、拉力的关系．