文档内容
4 浮力
[学习目标]
1.了解浮力的概念及方向,知道浮力产生的原因;
2.理解浮力的大小与什么因素有关;
3.知道浮力的大小跟排开液体所受重力的关系;
4.会利用称重法,测量、计算浮力;
5.理解阿基米德原理;能利用阿基米德原理求浮力、体积、密度。
一、浮力
1.浮力:一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它竖直向上的力叫浮力。
2.浮力方向:竖直向上,施力物体是液(气)体。
3.浮力产生的原因(实质):液(气)体对物体向上的压力大于向下的压力,向上、向下的压力差就是浮
力;如图所示。
4.影响浮力大小的因素:通过实验探究发现(控制变量法):浮力的大小跟物体浸在液体中的体积和液体
的密度有关。物体浸在液体中的体积越大,液体的密度越大,浮力就越大。
二、阿基米德原理
1.阿基米德原理:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体的重力。如图所示。
F G V g
2.公式表示: ;
浮 排 液 排
3.从公式中可以看出:液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与物体的质量、体
积、重力、形状、浸没的深度等均无关。
4.适用条件:液体(或气体)。一、浮力
1.定义:浸在液体或气体里的物体,受到液体或气体向上的托力,这个力叫作浮力。
2.浮力的施力物体是液体(或气体),方向是竖直向上。
3.浮力产生的原因:完全浸没在液体里的物体,各个表面均受到液体的压力,由于它前后左右对应部分受到
的压力大小相等、方向相反,因此而平衡,物体的上下两面浸在液体中的深度不同,对应部分所受压力的大小、
方向均不同,这两个压力的合力方向向上,液体对物体上、下两面的压力差,就是液体对物体的浮力。
用公式表示为: 。
4.注意:若物体下部没有液体则物体不受浮力作用。例如插入河底淤泥中的木桩和已粘在杯底上的铁块都不
受水的浮力。浸在气体中的物体也受到气体对它竖直向上的浮力,但一般情况下不考虑气体对物体的浮力。
二、测量铝块浸没水中所受的浮力
1.步骤:①如图甲,在弹簧测力计下悬挂一个铝块,读出弹簧测力计的示数,这就是铝块的重力G;
②把铝块浸没在水中(图乙所示),记录弹簧测力计的示数 。
2.结论:①弹簧测量计的示数变小,说明浸没在水中的铝块受到浮力的作用。
②浮力的大小(图丙受力分析):
3.为什么我们做实验时,弹簧称的读数并不会随物体在液中位置的深浅而变化呢?
其实,弹簧称称量的物体在液中受到的浮力时,只要物体完全浸入液体中的体积不变,无论物体在液体中
的深度怎样,物体受到液体对物体的压力差也不变,弹簧称的读数才不会随物体在液中位置的深浅而变化。
三、控制变量法探究浮力大小与哪些因素有关
1.物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有关;还与物体排开液体的体积有关,而与浸没在液体中
的深度无关。
2.探究F浮 与ρ液 的关系时,应控制V排 不变;
3.探究F浮 与V排 的关系时,应控制ρ液 相同;4.弹簧测力计下挂着一个物体,当物体逐渐浸入水中时,弹簧测力计的示数逐渐减小,物体受到的浮力逐渐
增大。
5.将一个空心的金属球浸没在水中并上浮,随着露出水面的体积逐渐增大时,球所受的浮力将逐渐变小,球
所受的重力不变,当球浮在水面静止时,所受浮力和它的重力相等。
四、浮力的计算
1.称重法:就是物体在空气中的重与物体在液体中的重的差值等于浮力。
例:弹簧秤下挂一铁块,静止时弹簧秤的示数是4N,将铁块浸入水中时,弹簧秤的示数为3.5N,这时铁块
:
所受的浮力是 N, 铁 水= 。
解:由题意可知,铁块受到的重力为4N;铁块浸入水中示数是3.5N,铁块所受浮力为:
F 4N 3.5N 0.5N V
浮 ,假设铁块体积为 铁。
m
铁
V m g 4N 8
铁 铁 铁
所以, F F 0.5N 1 。
水
gV
铁
F F -F
2.压力差法:应用 浮 向上 向下求浮力,这是浮力的最基本的原理。
例:某物块浸没在水中时,下表面受到水的压力为2.3N,上表面受到水的压力为1.5N,则该物块受到水的浮
力为 牛,方向为 。
解:下表面受到水的压力为2.3N,上表面受到水的压力为1.5N;所以浮力方向向上,大小为:
F F -F 2.3N 1.5N 0.8N
浮 向上 向下 。
3.公式法:利用阿基米德原理,F =G =m g=ρ gV ,普遍适用于计算任何形状物体受到的浮力。
浮 排 排 液 排
例:将体积是50cm3的物体浸没在水中,它受到的浮力多大?若此物体有一半浸在煤油中,它所受的浮力多
大?(ρ煤油=0.8×103kg/m3)g取10N/kg)F gV G
解:由公式 浮 液 排 排,得到物体在水中的浮力
F gV G 1103kg/m310N /kg50106m3 0.5N
浮 液 排 排 ;
F gV G 0.8103kg/m310N /kg25106m3 0.2N
在煤油中的浮力为: 浮 液 排 排
4.受力分析法(漂浮或悬浮条件):如果物体在液体中处于漂浮或悬浮状态,则物体受重力和浮力作用,且
F G
此二力平衡,则 浮 物。
例:把质量是200g的塑料块放入水中,静止时塑料块有一半露出水面。(g取10N/kg)
求(1)塑料块在水中受到的浮力?(2)塑料块的体积和密度?
G mg 200103kg10N /kg 2N
解:(1)塑料块受到的重力: 塑料 ,
F G 2N
因为塑料块静止,故它受到的浮力: 浮 塑料 ;
(2)塑料受到的浮力等于它排开水受到的重力,故排开水的体积为:
2N
m G /g 10N /kg
V 水 水 5104m3,
水 1103kg/m3
水 水
V 2V 1103m3
塑料块的体积: 塑料 水 ,故塑料块的密度:
m 20010-3kg
塑料 200kg/m3
塑料 V 1103m3 。
塑料
F m g
5.排水量法(也是阿基米德原理): 浮 排 。
轮船的满载重量,一般是以排水量表示的,即是排开水的质量,船也是浮体,根据浮体平衡条件也得:船受
F G
到的总 浮 总,而排水量kg•g,就是船排开水的重,即是浮力,又是船、货的总重力。
五、阿基米德原理
探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。
1.实验器材:溢水杯、弹簧测力计、金属块、水、小桶。
2.实验步骤:① 如图甲所示,用测力计测出金属块的重力;
② 如图乙所示,把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中,读出这时测力计的示数。同时,用小桶收集物体排
开的水;
③ 如图丙所示,测出小桶和物体排开的水所受的总重力;
④ 如图丁所示,测量出小桶所受的重力。
3.结论
① 内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
② 公式:
知识点一:浮力产生的原因
【探究重点】
1.浮力的施力物体就是“液体”,受力物体就是“浸在液体中的物体”;物体间力的作用是相互的,物体受
到浮力的同时,液体也受到物体对它的压力作用,这个力的大小就等于物体受到的浮力,方向和浮力的方向相
反。
2.根据浮力产生的原因,上、下表面受到的压力差。如果物体和容器底部紧密接触(不是沉底),这时物体上
表面受到液体竖直向下的压力,物体的下表面并没有受到液体竖直向上的压力,物体虽然浸没在液体中,但是不
受浮力。(如图)
【例题精讲】
1. (2022·四川内江)一只轻质极薄的小塑料袋,袋内装满水(袋内无空气)且水的质量为 ,将其浸没在
水中,静止时如图所示,则此时盛水的小塑料袋受到了竖直向上的_______作用,其大小为______ 。()
【答案】①浮力;②2。
【解析】[1]将装满水小塑料袋浸没在水中,静止时如图所示,小塑料袋受到了重力,还受到了水对其向竖直
向上的浮力。[2]浮力与装满水小塑料袋的重力是平衡力,故浮力的大小为
【巩固训练】
2. 下列图中所示物体没有受到浮力的是
A. 沉在水底的铁球B. 水面戏水的天鹅C. 打入水底的木桩D. 在水中游动的小鱼
【答案】C
【解析】
ABD、ABD中的物体都浸在水中,物体受到水向上的压力和向下的压力,其中向上的压力大于向下的压力,这个
压力差也就是物体受到的浮力。故ABD中的物体均受浮力的作用,故ABD不合题意;
C、木桩的下底面埋在地下,其下底面与河水底紧密接触,木桩没有受到水向上的压力,所以木桩不受浮力作用,
故C符合题意。
知识点二:探究决定浮力大小的因素
【探究重点】
1.探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验中,用到了“称重法”测浮力: ,弹簧测力计的示数越
小,说明物体受到的浮力越大。
2.探究浮力的大小跟哪些因素有关,实验中利用“控制变量法”,把多因素问题变成多个单因素问题。
3.物体在液体中受到的浮力的大小,跟它浸没在液体中的体积有关、跟液体的密度有关。物体浸没在液体中
的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
【例题精讲】
3. (2022·福建三明·一模)在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,实验器材:弹簧测力计、实心圆柱金
属块、相同的平底大烧杯若干个、水、密度未知的某种液体、细线等。实验操作步骤如图所示。(1)将实验数据记录在下表中,请将步骤A所示弹簧测力计的示数补充完整:___________N;
实验步骤 A B C D E F
弹簧测力计示数/N 2.2 1.9 1.7 1.7 1.8
(2)分析实验步骤A、B、C、D可知浮力大小跟 ___________有关;
(3)分析实验步骤 ___________(填3个实验步骤序号)可知浮力的大小与液体的密度有关;
(4)分析实验数据可知,未知液体的密度为 ___________kg/m3(ρ =1.0×103kg/m3)。
水
【答案】 2.7 物体排开液体的体积 A、E、F 0.9×103
【解析】(1)[1]由图可知,弹簧测力计分度值为0.1N,示数为2.7N,则物体的重力为2.7N。
(2)[2]分析比较A、B、C、D可知,液体的密度相同时,物体排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,由
称重法可知浮力大小不同,所以物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)[3]研究物体受到的浮力大小与液体密度的关系,要控制排开液体的体积相同,只改变液体的密度,图A、
E、F符合题意。
(4)[4]对比步骤A、E,金属块在水中受到的浮为F =2.7N-1.7N=1N
浮水
根据A、F可知,金属块在液体中受到的浮力F =2.7N-1.8N=0.9N
浮液
因金属块均浸没,排开液体的体积相同,即V =V
排水 排液
【巩固训练】
4. 如图是某同学进行“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时其中的一次实验情景。根据图示可以知道,该同学这
次操作的目的是()A. 探究浮力与液体质量的关系B. 探究浮力与液体体积的关系
C. 探究浮力与液体密度的关系D. 探究浮力与液体深度的关系
【答案】C
【解析】解:根据图示可以知道两图中两物的体积相同,两物体都完全浸没在液体中,所以排开的液体体积相
同,而一种液体是水、另一种是酒精,两种液体的密度不同,它们所受的浮力不同,所以该同学这次操作的目的
是:探究物体所受浮力与液体密度的关系。
故选:C。
知识点三:阿基米德原理
【探究重点】
1.“浸在”包含两种情况:一是物体有一部分浸在液体中,此时V =V <V ;二是物体全部没入液体
排液 浸入 物
中,此时V =V =V 。
排液 浸入 物
2.“浮力的大小等于物体排开液体所受的重力”,这里要注意浮力本身是力,只能和力相等,很多同学常把
这句话说成“浮力大小等于物体排开液体的体积”。力和体积不是同一物理量,不具有可比性;这里所受的重
力,不是物体所受的重力,而是被排开液体所受的重力。
【例题精讲】
5. (2022·山东临沂)我国自主研制的亚洲第一深水导管架“海基一号”质量为3万吨,于2022年3月15日被
顺利装上驳船运往珠江口盆地海域。驳船因载有“海基一号”而多排开海水的质量( )。
A. 等于3万吨 B. 大于3万吨
C. 小于3万吨 D. 都有可能
【答案】A。
【解析】驳船在海上运行的过程中漂浮在水面上,受到海水的浮力等于自身的重力,根据阿基米得原理可
知,浸在液体中的物体受到的浮力等于排开水的重力,可以得到F =G =G =m g
浮 船 排水 排水
驳船因载有“海基一号”而多排开海水的重力等于海基一号的重力,即多排开海水的质量3万吨,故A符合题
意,BCD不符合题意。故选A。
【巩固训练】
6. 小杰同学在游玩“海底世界”时,观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示,对气泡上升过程中受到的
浮力和气泡内气体压强分析正确的是()
A. 浮力不变,压强不变 B. 浮力变小,压强变小
C. 浮力变大,压强变小 D. 浮力变大,压强变大【答案】C
【解析】解:
液体的压强随深度的增加而增大,由于气泡在上升过程中深度在减小,所以气泡在上升过程中受到液体的压强在
减小,因此气泡会发生膨胀造成体积变大,所以气泡内的气体压强会变小;
由于气泡在上升过程中体积变大,所以根据阿基米德原理F =ρ gV 可知,气泡所受的浮力在变大.
浮 液 排
故选 C.
知识点四:浮力计算
【探究重点】
1.由 ,可以看出,浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积两个因素有关,而跟物
体本身的体积、密度、形状,与在液体中是否运动,液体的多少等因素无关。
2.阿基米德原理也适用于气体。浸没在气体里的物体受到浮力的大小,等于它排开的气体所受的重力。
即 。
【例题精讲】
7. 小球漂浮在酒精中,排开酒精的质量为0.2千克。若该小球漂浮在水中,则排开水的质量()
A. 一定大于0.2千克 B. 可能小于0.2千克
C. 一定等于0.2千克 D. 一定小于0.2千克
【答案】C
【解析】小球漂浮在酒精中,排开酒精的质量为0.2kg,根据物体的浮沉条件可知,小球的重力:
,
小球漂浮在水中,根据物体的浮沉条件及阿基米德原理可知,小球排开水的重力G =F =G=2N,小球排开水
排 浮
G 2N
的质量:m = 排= =0.2kg,故ABD不符合题意,C符合题意。
水 g 10N/kg
【巩固训练】
8. (2022·安徽省)小华采用如下方法测量一物块(不溶于水)的密度:弹簧测力计悬挂物块静止时的示数为
F=3.0N(如图甲所示); 将物块浸没在水中, 静止时弹墴测力计的示数为F=2.0N(如图乙所示)。已知ρ
1 2 水
=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求 :
(1)物块的质量m;(2)物块的体积V;(3)物块的密度ρ。
【答案】(1)0.3kg;(2)1.0×10-4m3;(3)3×103kg/m3。
【解析】(1)由图甲可知,物体的重力G=F=3.0N所以物体的质量为
1(2)根据称重法可得物体浸没水中受到的浮力为F =F-F=3.0N-2.0N=1.0N
浮 1 2
根据阿基米德原理F =ρ gV ,可以得出
浮 液 排
物体浸没时V=V =1.0×10-4m3
排
(3)物块的密度为 。
知识点四:浮力应用
【探究重点】
1.“浸在”包含两种情况:一是物体有一部分浸在液体中,此时V =V ρ水,所以V排F,说明物块受到的浮力大小与
5 3
_______有关。换用酒精再次实验的目的是_______(填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
【答案】:(1) 零刻度线 (2) 4 (3)偏小 (4) 1 相等(5) 液体密度(液体种类) 寻找普遍规律
【解析】:
(1)使用弹簧测力计前,要先看测力计的指针是否指0,不指示零刻线,要将指针调在零刻度线的位置。
(2)由甲图可知,左侧弹簧测力计的示数为4N,实验中所用物块的重力弹簧测力计的示数,等于为4N。
(3)溢水杯中未装满水,当物块浸入时,水先要充满溢水杯才会溢出,这样溢出的水的体积小于物块浸入液体的
体积,实验会使测得的溢出水的重力偏小。(4)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中, 如图乙所示,物块受到的浮力为
[5]它排开水所受的重力大小
物块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小相等。
(5)[6]将物块浸没在装满酒精的溢水杯中,由于酒精的密度小于水的密度,会发现 ,即物块在酒精中
受到的浮力变小,说明物块受到的浮力大小与液体的密度有关。
[7]换用酒精再次实验的目的是多次测量寻找浸在液体中的物体受到的浮力与它排开液体所受重力之间的普遍规
律,避免只用一种液体实验得到结论的偶然性。
1. 学习浮力时,老师组织同学们进行了以下体验活动:将一个密闭的圆柱形空筒放在装有水的深桶中,如图所示
用手试着慢慢把它竖直压入水中,体会手的感受;空筒全部没入水中后,继续试着把它压向桶底,体会手的感
受。根据活动中的感受,大家提出了以下四个问题。其中最有探究价值且易于探究的科学问题是()
A. 手的感受与物体所受到的浮力大小有什么关系B. 浮力的大小与浸入液体的物体形状有什么关系
C. 浮力的大小与物体排开液体的体积有什么关系D. 浮力的大小与物体浸入液体的深度有什么关系
【答案】C
【解析】
A、本实验中是通过手的感受来反映浮力的大小,所以探究手掌的感受与浮力大小有什么关系没有探究价值,故A
错误;
B、因为空筒压入水中,形状没有发生变化,所以无法探究浮力的大小与当入液体中的物体形状的关系,故B错
误;
C、用手缓慢把空筒压入水中,随着浸入液体中的体积的增加,手感受到的浮力也在增加,当物体全部浸没后,物
体排开液体的体积不变,手感受到的浮力也不变,故C最具有探究价值;
D、用手缓慢把空筒压入水中,随着物体浸入液体中的深度增加,手感受到的浮力也在增加,当物体全部浸没后,
物体浸入的深度增加,手感受到的浮力不变,故D不全面。
故选:C。
2. (2022辽宁锦州)在水平桌面上有甲、乙两个完全相同的烧杯,烧杯内盛有两种不同的液体。如图所示,将质
量相等的A、B两个物体分别放入两种液体中(V ρ ,所以ρ >ρ ,故D错。
甲 水 乙 水 乙 甲
故选:A。
5. 2022年2月,中国海监在钓鱼岛海域放置浮标以监测我国领海的水文变化。监测发现,从春季至夏季,海水温
度上升、体积膨胀导致密度下降。此过程中,若浮标体积保持不变,则( )
A.浮力变大,露出海面体积变小 B.浮力变小,露出海面体积变大
C.浮力不变,露出海面体积变大 D.浮力不变,露出海面体积变小
【答案】D
【解析】
因为浮标从春季至夏季始终漂浮,漂浮物浮力等于重力,浮标重力从春季至夏季不变,所以浮力大小不变;因为
海水密度减小,由F =ρgV 可知,浮标排开海水的体积变大,则露出海面体积变小。答案选D。
浮 排
6. (2022湖南娄底)如图甲所示,一个棱长为10cm、重为9N的正方体物块M,水平放置在一个方形容器中,M
与容器底部不密合。以恒定水流向容器内注水,容器中水M的深度h随时间t的变化关系如图乙所示,当t=100s
时,物块M在水中处于______(选填“沉底”、“悬浮”或“漂浮”)状态,图乙中a的值为______cm
(g=10N/kg)。
【答案】: ①. 漂浮 ②. 9
【解析】:[1]物块M的体积为
物块M的质量为物块M的密度为
即物块的密度小于水的密度,所以物块在水中最终会漂浮,由图象可知:当t=40s时,物块M刚好处于漂浮状态,
所以当t=100s时物块在水中将漂浮;
[2] 由图象分析可知,当t=40s时,物块M刚好处于漂浮状态,则F浮=G=9N
根据 可知,此时物块M排开水的体积为
由 可得,此时水的深度为
7. 如图甲所示,薄塑料袋中装有盐水(盐水的密度为1.2g/cm3),用细线扎紧袋口,用弹簧测力计测得其所受重力为
12N;再将这个装盐水的塑料袋浸入放在水平桌面上的烧杯内的水中(如图乙所示,水不溢出),不计塑料袋和细线
的重。当弹簧测力计示数为3N时,则:烧杯对水平桌面的压力增加了 N,袋内盐水面比烧杯中的水面 (选
填“高”或“低”)。
【答案】9 高
【解析】
[1]用弹簧测力计测得其所受重力为12N,塑料袋浸入烧杯内的水中时,弹簧测力计示数为3N,则装盐水的塑料袋
受到的浮力: ,
因塑料袋放入水中时排开的水没有溢出烧杯,所以烧杯里相当于增加9N的水,对杯底的压力增加了9N;
[2]盐水的体积: ,
排开的水的体积: ,
V >V ,即袋内盐水体积大于烧杯中排开的水的体积,所以袋内水面比烧杯中的水面高。
盐水 排
8. (2022湖北荆州)一个边长为10cm的实心正方体(不吸水)重15N,将其悬挂在弹簧测力计上并完全浸没在
水中静止时,烧杯内水的深度为25cm,如图所示。烧杯内的水对杯底的压强为_________Pa,弹簧测力计的示数
为_________N。(ρ =1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
水【答案】: ①. 2500 ②. 5
【解析】:[1]由题意可知,烧杯内水的深度h=25cm=0.25m
所以烧杯内水对杯底的压强为
[2]因为正方体的边长为10cm,所以该正方体的体积V=(10cm)3=1000cm3=1.0×10-3m3
因为正方体浸没在水中,所以正方体排开水的体积为V排=V=1.0×10-3m3
所以正方体浸没在水中时,受到的浮力为
由称重法可知,弹簧测力计的示数为F=G-F浮=15N-10N=5N
9. (2020·湖南湘潭市)某型号声呐,质量为 。其内部有两个完全相同的空腔,声呐每个空腔的侧上方都用轻
薄易腐蚀材料制成的密封盖密封,密封盖质量和体积均不计,当密封盖浸泡在海水中,将逐渐被海水腐蚀,海水
进入空腔导致声呐逐渐下沉。某次公海军事演习,反潜飞机向海中投入该声呐,声呐在海中静止后露出整个体积
的 。此时上下空腔均没有海水进入,如图甲所示;24小时后,声呐没入海中处于悬浮状态,声呐下空腔充满海
水而上空腔没有海水进入,如图乙所示;再经过24小时后,声时沉入海底,上下空腔均充满海水,如图丙所示。
(已知 ),
(1)图甲中,声呐所受浮力为__N;
(2)声呐整个体积为__m3;
(3)当声呐底部位于海面下 深度时(未沉入海底),所受海水的压强为__Pa;
(4)每个空腔的体积为多少m3?
【答案】66
【解析】(1)[1]图甲中,声呐在海中静止后处于漂浮状态,根据漂浮条件可知浮力
(2)[2]根据 可得图甲中,声呐浸没在水中的体积
已知声呐在海中静止后露出整个体积的 ,则声呐整个体积
(3)[3]当声呐底部位于海面下100m深度时所受的海水压强
(4)[4]图乙中,声呐受到的浮力
根据悬浮条件可知
声呐下空腔力的海水重力
根据 可知一个空腔的容积
10. (2022·福建厦门·一模)密度计是一种测量液体密度的工具。常用密度计由密封的玻璃管制成,玻璃管底部装
有小铅丸,如图。
(1)将密度计放入待测液体,处于_____状态时,它所受的浮力______自身重力。密度计排开液体的体积越大,
待测液体的密度______;
(2)实验室有一套密度计,其中甲、乙两支密度计所用玻璃管完全相同,量程却不同(甲量程0.9g/cm3~1.0g/
cm3,乙量程1.0g/cm3~1.1g/cm3),如图。
①测量甲密度计的质量,如图,为___________g;
②观察对比甲、乙密度计,推算乙的总质量为___________g。(3)若要制造一支比甲测量范围更大,量程为0.7g/cm3~1.0g/cm3的密度计,可行的方法有___________。(简要
说明方法,无需计算)
【答案】漂浮(静止) 等于 越小 14.4 16 增大玻璃管横截面积(增加玻璃管长度、增大玻璃管体积)
【解析】(1)[1][2]密度计放入待测液体中,漂浮在液面,处于平衡状态。密度计在竖直方向受到两个力的作用:
竖直向下的重力和竖直向上的浮力,是一对平衡力,所以所受的浮力等于自身的重力。
[3]密度计放入待测液体中处于漂浮状态,所受浮力等于自身重力,其重力保持不变,所受的浮力也不变,据阿基
米德原理知,浮力一定时,排开液体的体积越大,液体的密度越小。
(2)[4]由图示知,甲密度计的质量m =10g+4.4g=14.4g
甲
[5]甲密度计的重力G =m g=0.0144g×10N/kg=0.144N
甲 甲
由图示知,将甲密度计放入密度0.9g/cm3的液体中排开的体积与将乙密度计放入密度为1.0g/cm3的液体中排开的体
积相等,据阿基米德原理有 即
所以,乙密度计的重力
乙的质量
(3)[6]密度计的质量不变,则重力不变,密度计放入液体中所受的浮力也不变,而液体密度更小,密度计需要排
开液体的体积会更大,密度计浸入液体中的深度更深,所以可增加玻璃管的长度来达到目的。