苏子愀然,正襟危坐,而问客曰:“何为其然也?”客曰:“‘月明星稀,乌鹊南飞。’此非曹孟德之诗乎?西望夏口,东望武昌,山川相缪,郁乎苍苍,此非孟德之困于周郎者乎?方其破荆州,下江陵,顺流而东也,舳舻千里,旌旗蔽空,酾酒临江,横槊赋诗,固一世之雄也,而今安在哉?
(1)密度计的工作原理是 。
(2)甲、乙两杯液体中,密度较大的是 。
(3)密度计刻度的疏密特点是 ,从密度计的形状特点上看出,造成该疏密特点的原因是 。
(4)有同学会产生这样的疑问,为什么不把密度计设计成上下刻度均匀呢?请分析相对于刻度均匀的密度计,图示中密度计的优点是 。
【解题思路】密度计的工作原理是物体漂浮时,浮力不变(都等于其重力),此时液体的密度与物体排开液体的体积成反比,则液体密度越大,V排越小,露出水面的刻度越多,所以密度计的刻度是“上小下大”。若要使密度计的刻度均匀,密度计就得做成特殊形状,但这种形状不易竖直悬浮于液体中,所以在密度计的下部设计成了铅锤泡和膨大的玻璃泡。
【参考答案】(1)物体在液体中漂浮时,浮力相等,都等于其重力,此时液体的密度与物体排开液体的体积成反比 (2)乙 (3)上疏下密密度计下部是由一个体积较大的玻璃泡及细小的铅锤泡组成的 (4)更容易竖直悬浮于液体中,便于测量液体密度
【方法归纳】解题时紧扣阿基米德浮力公式和漂浮时浮力等于重力两个知识点。另外,测量液体密度时要求密度计是竖直悬浮在液体中的。
【易错误区】密度计的刻度特点是“上小下大、上疏下密”,不能死记,要联系其工作原理来理解记忆。 探究提升
苏子愀然,正襟危坐,而问客曰:“何为其然也?”客曰:“‘月明星稀,乌鹊南飞。’此非曹孟德之诗乎?西望夏口,东望武昌,山川相缪,郁乎苍苍,此非孟德之困于周郎者乎?方其破荆州,下江陵,顺流而东也,舳舻千里,旌旗蔽空,酾酒临江,横槊赋诗,固一世之雄也,而今安在哉?例、小明帮爷爷浇菜园,他从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多,提桶需要的力就越大,由此他猜想:浮力大小可能与物体排开液体的体积有关。于是他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯等器材进行了如图所示的探究。
(1)分析图中弹簧测力计示数的变化可知,物体排开液体的体积越大,所受的浮力 。 (2)实验结束后,小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线,如图所示。分析图像可知:(ρ水=1.0×10kg/m,g=10N/kg) ①曲线 (填“a”或“b”)描述的是金属圆柱体所受浮力的变化情况。 ②金属圆柱体所受的重力为 N,金属圆柱体的密度为 kg/m。
【解题思路】(1)根据图中物体浸入到液体中的体积和弹簧测力计示数的变化得,物体进入到液体中的体积越大,即排开液体的体积越大,弹簧测力计的拉力越小,物体受的浮力会越大。(2)①因为在物体全部浸没前,物体进入到液体中的深度越深,排开液体的体积越大,浮力越大;物体全部浸没后,排开液体的体积不变,根据F浮=ρgV排液可知,浮力不再变化;所以曲线a符合金属圆柱体所受浮力和浸入深度的关系。②曲线b是弹簧测力计对金属圆柱体的拉力变化图线,物体没有浸入到水中前的拉力即为物体的重力:G=F=2.7N;由曲线a可知,圆柱体完全浸没后,圆柱体受到的浮力:F=1.0N,物体的体积:V=V
=
3
3
3
F浮浮排
?水g?1.0N-43
=1×10m,物体的密度:ρ331.0?10kg/m?10N/kg物
=
G2.7N33
? =2.7×10kg/m。 ?43gV10N/kg?1?10m3
【参考答案】(1)越大 (2)①a ②2.7 2.7×10
【方法归纳】本题考查了阿基米德原理及其变形公式解题,需熟练掌握。 【易错误区】注意正确区分图中的a、b两曲线。 【考点范围】探究浮力大小的实验。
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