Question

6．某同学设计了如图所示的装置测量盐水的密度，已知木块的重力为3N，体积为500cm³，当木块静止时弹簧测力计的示数为2.5N，盐水的密度是1.1×10³kg/m³；若剪断细绳，木块最终静止时所受浮力是3N．（g=10N/kg，一切摩擦与阻力均忽略不计）

Answer 1

分析 （1）木块刚好浸没时受到竖直向上的浮力F_浮、拉力F和重力G的作用，处于静止状态，木块受到的浮力等于重力加上拉力；木块排开盐水的体积等于木块的体积，利用F_浮=ρ_液gV_排求盐水的密度；
（2）利用G=mg求木块的质量，利用密度公式求木块的密度，和盐水的密度比较，得出木块将上浮，最终静止在液面上，受到的浮力等于木块重力．

解答 解：
（1）木块刚好浸没时受到竖直向上的浮力F_浮、拉力F和重力G的作用，
木块受到的浮力为F_浮=F+G=2.5N+3N=5.5N；
因为F_浮=ρ_液gV_排，V_排=V_物=500cm³=500×10^-6m³，
所以盐水的密度：
ρ_盐水=$\frac{{F}_{浮}}{{V}_{排}g}$=$\frac{5.5N}{500×1{0}^{-6}{m}^{3}×10N/kg}$=1.1×10³kg/m³；
（2）因为G=mg，
所以木块的质量为m=$\frac{G}{g}$=$\frac{3N}{10N/kg}$=0.3kg，
木块的密度为ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.3kg}{500×1{0}^{-6}{m}^{3}}$=0.6×10³kg/m³，
因为ρ＜ρ_盐水，
所以木块将上浮，最终静止在液面上，受到的浮力为F_浮′=G=3N．
故答案为：1.1×10³；3．

点评 本题考查了阿基米德原理、物体浮沉条件、重力公式、密度公式的应用，是一道综合性较强的题目，熟悉基本规律，对木块进行正确的受力方向，是解答此题的关键．