Question

2．如图所示．是某同学测量某种液体密度的过程：将小石块挂在弹簧测力计下方，在空气中称得重3N，然后将小石块浸没在水中，弹簧测力计示数为2N，浸没在另一种液体中时，弹簧测力计的示数为2.2N（不考虑其吸水）．请你根据实验数据，求：
（1）小石块的质量；
（2）小石块的体积；
（3）液体的密度．（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）知道石块重力，利用G=mg求其质量；
（2）利用称重法F_浮=G-F_示求石块在水中受到的浮力；再利用阿基米德原理F_浮=ρ_水V_排g求石块排开水的体积，即石块的体积；
（3）利用称重法F_浮=G-F_示求石块在液体中受到的浮力；再利用阿基米德原理F_浮=ρ_液V_排g求液体的密度．

解答 解：
（1）在空气中称得石块重G=3N，
石块的质量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{3N}{10N/kg}$=0.3kg；
（2）石块受到水的浮力：
F_浮水=G-F_示水=3N-2N=1N，
因为石块浸没水中，根据F_浮=ρ_水V_排g可得石块的体积：
V=V_排水=$\frac{{F}_{浮水}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³；
（3）石块受到另一种液体的浮力：
F_浮液=G-F_示液=3N-2.2N=0.8N，
因为石块浸没在另一种液体中，排开液体的体积：
V_排液=V=1×10^-4m³；
根据F_浮=ρ_液V_排g可得另一种液体的密度：
ρ_液=$\frac{{F}_{浮液}}{{V}_{排液}g}$=$\frac{0.8N}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}×10N/kg}$=0.8×10³kg/m³；
答：（1）小石块的质量为0.3kg；
（2）小石块的体积为1×10^-4m³；
（3）液体的密度为0.8×10³kg/m³．

点评 本题考查了学生对重力公式、密度公式、阿基米德原理的掌握和运用，利用好“称重法测浮力”求出金属块在水和液体中受到的浮力是本题的突破口．