实验探究题 · 第3节 物体的浮沉条件及其应用

实验探究题中等
小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计
(1) 取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能_________在液体中。
答案:竖直漂浮
(2) 将吸管放到水中的情景如图(a)所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图(b)所示,浸入的长度为h。用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液______ρ水(选填“>”、“<”或“=”),ρ液与ρ水、h及H的关系式是ρ液=____________。
答案:>; Hρ水/h
(3) 小明根据图(a)在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm3,下同),再利用上述关系式进行计算,标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(图中未画出)。结果发现,1.1刻线是在1.0刻线的_______(选填“上”或“下”)方。
答案:下
(4) 为检验刻度误差,小明取来食油,先用天平和量筒测量其密度,然后再用这个密度计测量。但操作时却出现了图(c)所示的情形,这让他很扫兴。难道实验就此终止了吗,根据经验或思考,在不更换食油的情况下,你认为可以进行怎样的尝试:____________________________。
子题配图
答案:再向容器中加油或者将容器换成直径细些的。
答案:(1) 竖直漂浮;(2) >; Hρ水/h;(3) 下;(4) 再向容器中加油或者将容器换成直径细些的。
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(1)在吸管下端塞入一些塞入金属丝作为配重并用石蜡封口,能降低吸管的重心,这样做为了让吸管能竖直漂浮在液体中; (2)由于吸管在(a)、(b)图中均漂浮,所以F浮=G, 则吸管在水和另一种液体中受到的浮力相等, 由图知V排a>V排b,根据F浮=ρgV排可知,ρ水<ρ液。 设吸管的底面积为S,由于吸管在水和另一种液体中受到的浮力相等, 则根据阿基米德原理可得ρ水gSH=ρ液gSh, 所以ρ液= Hρ水/h; (3)根据(2)可知,将上端刻度与下端刻度进行比较,得到”密度计“刻度线的特点是上端刻度小、下端刻度大,所以1.1刻线是在1.0刻线的下方。 (4)由图c可知,密度计沉底了,因此不能再用这个密度计测量,应该使密度计漂浮在液体中,应再向容器中加油或者将容器换成直径细些的,以提高油的深度从而增大密度计受到的浮力。

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