Question

（2006?黃岡）如圖是吳林澤利用U形壓強(qiáng)計改裝成的測液體密度的密度計．A為固定支架，其作用是保證橡皮膜在不同的液體中深度均為1cm．U形管盛水，其右管標(biāo)有刻度值，為了便于讀數(shù)，在U形管右管有一個指示液面位置（刻度值）的質(zhì)量為1g的實心紅色浮標(biāo)，剛好有一半體積浸沒在水中．未測量時，U形管水面剛好與a相平，讀數(shù)時，讀取浮標(biāo)所對的刻度值即可．（g=10N/kg）求：
（1）浮標(biāo)受到的浮力      
（2）浮標(biāo)的密度
（3）當(dāng)橡皮膜放入某液體中，浮標(biāo)指示在b處，ab之間的距離為1cm，計算b處的刻度值．

Answer 1

分析：（1）要解決此題要利用物體處于漂浮狀態(tài)時物體所受的浮力等于物體自身的重力的特點．浮標(biāo)在水中漂浮，浮力等于自身的重力．
（2）已知浮力等于重力，根據(jù)此等式列出關(guān)系式，進(jìn)一步求出浮標(biāo)的密度．
（3）當(dāng)橡皮膜放入某液體中，浮標(biāo)指示在b處，ab之間的距離為1cm，可知道U形管左管液面下降1cm，右管液面上升1cm，即U形管內(nèi)兩管液面差為2個1cm，利用液體壓強(qiáng)公式求出兩管底部的壓強(qiáng)差即為橡皮膜放入某液體時中所受的壓強(qiáng)．橡皮膜處的液體壓強(qiáng)又等于P_液=ρ_液gh′（ρ_液為液體的密度，h′為橡皮膜處的深度．）即可求出液體的密度，也就是b處的刻度值．

解答：解：（1）浮標(biāo)受到的浮力F_浮=G=mg=1×10^-3kg×10N/kg=0.01N；
答：浮標(biāo)受到的浮力為0.01N．
（2）∵F_浮=G_{浮標(biāo)}
∴ρ_水g

V

2

=ρ_浮gV，
∴ρ_{浮標(biāo)}=

1

2

ρ_水=

1

2

×1×10³kg/m³=500kg/m³．
答：浮標(biāo)的密度為500kg/m³．
（3）橡皮膜處的液體壓強(qiáng)的大小P_液=△P_水=ρ_水g△h=ρ_水g2h=10³kg/m³×10N/kg×2×0.01m=200Pa．
∵P_液=ρ_液gh′，
∴b處的刻度值為ρ_液=

P液

gh′

=

200Pa

10N/kg×0.01m

=2×10³kg/m³．
答：b處的刻度值為為2×10³kg/m³．

點評：本題考查浮力、壓強(qiáng)、液體密度的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用，還要學(xué)會從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)．