试题

如图为弹簧测力计的刻度盘，给你一块恰好为4N的合金块，现要将此弹簧测力计改装成测液体密度的密度计，请你选择合适的器材完成．要求：
（1）列出还需要的器材；
（2）写出实验的步骤和测量的物理量；
（3）说明0刻度、最大刻度的位置和大小，以及测液体密度的注意点．

解：用细线将铁块系好，挂在弹簧测力计下，读出测力计的示数G；
再分别读出合金块浸没在水中和浸没在某种液体中时测力计的示数F、F′，算出石块在水中和某种液体中受到的浮力F_浮=G-F、F_浮′=G-F′．
由阿基米德原理F_浮=G_排=ρ_液gV_排可知，
G-F=ρ_水gV_排水，V_排水=

G-F

ρ水g

G-F′=ρ_液gV_排液，V_排液=

G-F′

ρ液g

∵浸没，∴V_排水=V_排液

G-F

ρ水g

=

G-F′

ρ液g

∴ρ_液=

G-F′

G-F

ρ_水
故答案为：
（1）器材：烧杯和足量的水．
（2）步骤：用细线将铁块系好，挂在弹簧测力计下，读出测力计的示数G；再分别读出合金块浸没在水中和浸没在某种液体中时测力计的示数F、F′；计算出液体的密度：ρ_液=

G-F′

G-F

ρ_水
（3）若合金块浸没在密度为ρ的液体中，弹簧测力计的示数为F′，
则：4-F=ρ_水gV_物
4-F′=ρgV_物
∴ρ=

4-F′

4-F

ρ_水
当F′=4 N时，ρ=0；∴0刻度在4 N处．
当F′=0 N时，ρ最大；∴最大刻度在0 N处，且最大值为

4

4-F

ρ_水
使用这个改装的密度计测液体密度时，合金块必须挂在弹簧测力计下，并浸没在待测液体中，不能触及容器的底和侧壁．
解：用细线将铁块系好，挂在弹簧测力计下，读出测力计的示数G；
再分别读出合金块浸没在水中和浸没在某种液体中时测力计的示数F、F′，算出石块在水中和某种液体中受到的浮力F_浮=G-F、F_浮′=G-F′．
由阿基米德原理F_浮=G_排=ρ_液gV_排可知，
G-F=ρ_水gV_排水，V_排水=

G-F

ρ水g

G-F′=ρ_液gV_排液，V_排液=

G-F′

ρ液g

∵浸没，∴V_排水=V_排液

G-F

ρ水g

=

G-F′

ρ液g

∴ρ_液=

G-F′

G-F

ρ_水
故答案为：
（1）器材：烧杯和足量的水．
（2）步骤：用细线将铁块系好，挂在弹簧测力计下，读出测力计的示数G；再分别读出合金块浸没在水中和浸没在某种液体中时测力计的示数F、F′；计算出液体的密度：ρ_液=

G-F′

G-F

ρ_水
（3）若合金块浸没在密度为ρ的液体中，弹簧测力计的示数为F′，
则：4-F=ρ_水gV_物
4-F′=ρgV_物
∴ρ=

4-F′

4-F

ρ_水
当F′=4 N时，ρ=0；∴0刻度在4 N处．
当F′=0 N时，ρ最大；∴最大刻度在0 N处，且最大值为

4

4-F

ρ_水
使用这个改装的密度计测液体密度时，合金块必须挂在弹簧测力计下，并浸没在待测液体中，不能触及容器的底和侧壁．