Question

小明在溪边捡到一个形状不规则的漂亮小石块，拿在手里沉甸甸的，他想测出小石块的密度，但手边只有弹簧秤，于是他找来一根细线和一个盛有水的烧杯，进行了如下实验（g取10N/kg）：
（1）将小石块悬挂在弹簧秤下，示数如左图所示，则小石块的重量为

 

N；
（2）将小石块慢慢浸入水中，弹簧秤示数将逐渐

 

（选填“变大”、“变小”或“不变”）；小石块浸没到水中后，弹簧秤的示数如图所示，此时小石块在水中所受的浮力为

 

N；小石块的体积为

 

m³；
（3）由此可计算出小石块的密度为

 

kg/m³；
（4）若将右图烧杯中的清水换成盐水，弹簧秤的示数将

 

（选填“变大”、“变小”或“不变”）．

Answer 1

分析：根据每一个大格和每一个小格代表的示数，读出弹簧测力计的示数．
小石块浸入水中，石块受到重力、拉力、浮力作用，重力=拉力+浮力，根据浮力大小判断拉力大小．
知道浮力、液体密度，根据阿基米德原理求出物体排开液体的体积，即物体的体积．
知道质量和体积，根据密度公式求出密度．
根据阿基米德原理判断浮力大小变化，再根据平衡力作用，求出弹簧测力计的变化．

解答：解：（1）每一个大格代表1N，每一个小格代表0.2N，弹簧测力计测得小石块的重力G=2.6N．
（2）小石块慢慢浸入水时，受到重力、拉力、浮力作用，重力=拉力+浮力，根据阿基米德原理，液体的密度不变，排开液体的体积增大，浮力增大，重力不变，弹簧测力计的拉力变小．
如图，小石块浸没到水中后，弹簧秤的示数为1.6N，
F_浮=G-F_拉=2.6N-1.6N=1N．
小石块浸没在水中，V=V_排=

F浮

ρ水g

=

1N

1.0×103kg/m3×10N/kg

=10^-4m³．
（3）m=

G

g

=

2.6N

10N/kg

=0.26kg，
ρ=

m

v

=

0.26kg

10-4m3

=2.6×10³kg/m³．
（4）根据阿基米德原理知，浮力跟液体的密度和排开液体的体积有关，在物体排开液体的体积不变时，水中加盐，液体的密度增大，浮力增大，重力=拉力+浮力，重力不变，浮力增大，弹簧测力计的拉力减小．
故答案为：（1）2.6；（2）变小；1；10^-4；（3）2.6×10³；（4）变小．

点评：本题考查了固体密度的测量，固体的质量和体积都不是由天平和量程测量的，而是利用测量重力求质量，利用物体在空气中测量重力，浸没在水中测量拉力，求出浮力，根据阿基米德原理求出体积，这种间接测量的方法给解题带来难度．