Question

6．小明想探究一下浮力的大小与液体密度的关系，他找来了一个木块（不吸水），分别放入了装有水和装有盐水的容器中，发现两次木块都漂浮在液面上，因为浮力都等于木块的重力，浮力相等，所以他得出结论：浮力大小与液体的密度无关，你认为他得出的结论正确吗？不正确，原因是没有控制木块排开液体的体积相同．
当木块漂浮时，受到的浮力等于它的重力，小明应用这个知识，利用水和量筒测出了木块的密度．实验过程如下：
（1）小明在量筒中倒人水，记下水的体积，如图甲所示．
（2）把木块轻轻放人水中，木块漂浮在水面上不动，此时量筒中的水面如图乙所示，则木块的质量是5g．
（3）小明用一根细针把木块全部压入水中，量筒中的水面如图丙所示，木块的体积是10cm³．小明测出的木块的密度值ρ_木=0.5g/cm³．

Answer 1

分析 探究浮力与密度的关系，应控制物体排开液体的体积相同而液体密度不同，据此分析结论；
（2）利用排水法测出木块排开水的体积，根据阿基米德原理和漂浮的特点F浮=G，可求出木块的质量；
（3）根据丙、甲两图中水面对应的刻度差求出物体的体积，根据密度公式可求密度．

解答 解：该结论不正确．不论木块浮在水中、盐水中，根据漂浮条件可知，木块受到的浮力都等于木块的重力，木块受到的浮力不变．因水的密度小于盐水的密度，根据阿基米德原理，木块浮在水表面时，木块排开水的体积大于排开盐水的体积；由于没有控制木块排开水和盐水的体积相等，故得出的结论“浮力大小与液体密度无关”是错误的；
（2）量筒原来水的体积V₀=20ml，放入木块后，水面对应的刻度V₁=25ml，
木块排开水的体积：V_排=V₁-V₀=25ml-20ml=5ml=5cm³，
根据阿基米德原理和漂浮条件有：F_浮=ρ_水gV_排=mg，
所以木块的质量：m=ρ_水V_排=1g/cm³×5cm³=5g；
（3）丙图中，水面对应的刻度V₂=30ml，
根据甲丙两图可知，木块的体积：V=V₂-V₀=30ml-20ml=10ml=10cm³，
小明测出的木块的密度：ρ_木=$\frac{m}{V}$=$\frac{5g}{10c{m}^{3}}$=0.5g/cm³．
故答案为：不正确；没有控制木块排开液体的体积相同；
 （2）5； （3）10；0.5．

点评 本题给出了在只有量筒的条件下，测量密度小于水的物体密度的方法．主要考查量筒的使用、物体的浮沉条件、阿基米德原理、密度公式、控制变量法等知识．