Question

小明和同學(xué)們在實驗室中利用浮力的知識來測量物體的密度：

（1）測量一個石塊浸沒在水中的浮力：小明先用彈簧測力計測出石塊在空氣中的重力為5N，然后將石塊完全浸沒在水中，彈簧測力計的讀數(shù)如圖1示，則石塊所受的浮力為______；繼續(xù)讓石塊在水中下沉一些，但未碰到容器底，彈簧測力計的示數(shù)將______．（填“變大”、“變小”或“不變”）
（2）同組有一個同學(xué)提出這樣的疑問：對于漂浮的物體能否利用上述方法來測量密度呢？為了解決這樣的疑問小組同學(xué)找來了彈簧測力計、滑輪、塑料吸盤、細(xì)線等器材，進(jìn)行了如下實驗來測量一形狀不規(guī)則的小塑料塊的密度．
（a）如圖2所示，將塑料塊用細(xì)線系住掛在彈簧測力計上，靜止時讀出彈簧測力計的示數(shù)為F₁；
（b）如圖2所示，小明還應(yīng)______，再讀出彈簧測力計的示數(shù)為F₂；
（c）則該物體的密度ρ=______．（已知水的密度為ρ_水，忽略繩重與摩擦）
（d）為確保實驗成功，吸盤能牢牢吸在容器底．請你提出一條合理的建議：______．

Answer 1

（1）由圖可知，石塊重為5N，石塊浸沒在水中彈簧測力計的示數(shù)為2.8N，
石塊在水中受到水的浮力：F_浮=G-F_示=5N-2.8N=2.2N；
∵F_浮=ρ_水v_排g，石塊在水中下沉?xí)r，排開水的體積不變，
∴石塊受到水的浮力不變，
∵G=F_浮+F_示，
∴F_示=G-F_浮，
又∵石塊重不變，
∴彈簧測力計的示數(shù)不變．
（2）要測量物體的密度，一定想法測量物體的質(zhì)量和體積．
物體掛在彈簧測力計上，測量物體的重力G=F₁=mg，所以物體的質(zhì)量為：m=

F1

g

．
物體如圖2，向上拉動彈簧測力計，使物體浸沒在水中并靜止時，物體受到豎直向上的浮力、豎直向下的重力和拉力作用，浮力和重力、拉力是平衡力，
所以，F(xiàn)_浮=F₁+F₂，
由阿基米德原理得，ρ_水gV=F₁+F₂，
所以，V=

F1+F2

ρ水g

，
物體的密度為：ρ=

m

V

=

F1 g

F1+F2 ρ水g

=

F1ρ水

F1+F2

．
為了確保實驗成功，塑料吸盤的表面積大一些，避免吸盤和被測物體脫落．
故答案為：（1）2.2；不變；
（2）（a）向上拉動彈簧測力計，使物體完全浸沒在水中靜止時；（c）

F1ρ水

F1+F2

；（d）增大吸盤的表面積．