Question

环太湖大道“大风车”一带是吴中区太湖最美的地方之一，但由于受环境污染的影响．清澈的太湖水有被污染的危险．为此小明在课外取了一些被污染样液（湖水）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）．
（1）物体在水中的浮力．
（2）物体的密度．
（3）样液的密度．

Answer 1

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=

m

V

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．

解答：解：（1）∵由图测力计示数可知：G=4N，F_拉水=2N；
∴F_浮水=G-F_拉水=4N-2N=2N；
（2）∵F_浮=ρgV_排，
∴V_排水=

F浮水

ρ水g

=

2N

1×103kg/m3×10N/kg

=2×10^-4m³
∵浸没，
∴V_物=V_排水=2×10^-4m³
m_物=

G物

g

=

4N

10N/kg

=0.4kg，
ρ_物=

m物

V物

=

0.4kg

2×10-4m3

=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=

F浮液

gV排液

=

2.4N

10N/kg×2×10-4m3

=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．

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．