题目内容

固城湖一带，天蓝、水清，是南京最美的地方之一．生活污水、工业废水、水产养殖、农业源污染这4大“黑手”，是导致水质急剧恶化的原因．小明课外取了一些污染比较严重的样液展开实验探究，如图所示：①取一物体，用细丝悬挂在校零后的弹簧测力计下方，测得其重；②将物体完全浸没于水中，测得拉力大小；③将物体完全浸没于样液中，测得拉力大小．（g取10N/kg）求：
（1）物体在水中的浮力．
（2）物体的密度．
（3）样液的密度．

解：（1）F_浮水=G-F_拉水=4N-2N=2N；
（2）∵F_浮=ρgV_排，
∴V_排水= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =2×10^-4m³
∵浸没，
∴V_物=V_排水=2×10^-4m³
m_物= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =0.4kg，
ρ_物= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =2×10³kg/m³，
（3）F_浮液=G-F_拉液=4N-1.6N=2.4N，
V_排液=V_排水=2×10^-4m³
∵F_浮=ρgV_排，
∴ρ_液= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =1.2×10³kg/m³．
答：（1）物体在水中的浮力为2N．
（2）物体的密度为2×10³kg/m³．
（3）样液的密度为1.2×10³kg/m³．
分析：（1）利用称重法F_浮水=G-F_拉水可求得物体在水中的浮力；
（2）根据求得的浮力，利用F_浮=ρgV_排公式变形可求得其排开水的体积，因为物体全部浸没，所以V_物=V_排水，已知物体重力可求得其质量，再利用ρ= $\text{[math]}$ 求得其密度．
（3）利用称重法F_浮液=G-F_拉液可求得物体在液体中的浮力，根据求得的V_物，利用F_浮=ρgV_排公式变形可求得液体的密度．
点评：本题考查了学生对阿基米德原理、物体的浮沉条件的掌握和运用，熟练利用F_浮=ρgV_排公式变形是解答此题的关键．