题目内容

7.小明在一根均匀木杆的一端挂一小铅球,使得木杆放在液体中可以竖直漂浮,从而制成一支密度计,将它放入水中,液面到木杆上端距离为3cm;再把它放到酒精中,液面到木杆上端距离2cm,如果将它放入盐水中,液面到木杆上端距离为3.8cm,小明测得到的盐水密度是多少?(酒精密度为0.8×103kg/m3

分析 根据物体的漂浮条件可以知密度计受浮力相等;设试管的长度L,则可以求出浸入水中和某液体中的深度、体积,然后利用阿基米德原理分别求浮力,联立方程组求某液体密度.

解答 解:设试管长为L,则在水中浸入深度为L-3cm;在酒精浸入深度为L-2cm;在盐水浸入深度为L-3.8cm;
由于密度计漂浮在液面上,所以F浮水=F浮酒=F浮盐
ρg(L-3cm)S=ρ酒精g(L-2cm)S;
ρ(L-3cm)=ρ酒精(L-2cm);
将ρ=1g/cm3;ρ酒精=0.8/m3代入可解得:L=7cm;
又∵F浮水=F浮盐水
∴ρg(L-3cm)S=ρ盐水g(L-3.8cm)S;
ρ盐水=$\frac{{ρ}_{水}(7cm-3cm)}{7cm-3.8cm}$=$\frac{4}{3.2}$×1g/cm3=1.25g/cm3=1.25×103kg/m3
答:测得到的盐水密度是1.25×103kg/m3

点评 此题考查学生对物体的浮沉条件、阿基米德原理的使用;此题的关键是根据浮力求排开液体的体积,进而求浸入深度,这是此题的突破点.

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