Question

9．如圖是一種簡(jiǎn)易溫度計(jì)，當(dāng)外界溫度升高時(shí)，液體體積膨脹，引起液體密度變化，導(dǎo)致小球受到的浮力變化而運(yùn)動(dòng)，小球運(yùn)動(dòng)會(huì)引起懸掛于下端的鏈條長度發(fā)生變化，最終使小球重新懸浮液體的某一深度，指針指示溫度值．（小球體積變化可忽略）
（1）該溫度計(jì)的刻度值自下而上變小
（2）若該溫度計(jì)中小球的體積為3×10^-3米³，20℃時(shí)容器內(nèi)液體密度為0.8×10³千克/米³，則此時(shí)懸浮在液體中的小球受到的浮力為多少牛？（g取10牛/千克）
（3）為了使該溫度計(jì)更精準(zhǔn)，請(qǐng)?zhí)岢鲆粭l改進(jìn)建議：改用熱脹冷縮更明顯的液體，或選用彈性更好更細(xì)的金屬鏈條．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)外界溫度升高時(shí)，根據(jù)小球運(yùn)動(dòng)的情況判斷出位置的變化即可得出該溫度計(jì)的刻度值特點(diǎn)；
（2）利用公式F_浮=ρ_液gV_排即可求出浮力；
（3）根據(jù)測(cè)量的原理（溫度不同，小球懸浮液體的深度不同），分析使該溫度計(jì)更精準(zhǔn)建議．

解答 解：（1）由于外界溫度升高時(shí)，液體體積膨脹，引起液體密度變小，導(dǎo)致小球受到的浮力減小，鏈條拉力減小，則小球會(huì)下降，最終使小球重新懸浮液體的深度變大，所以該溫度計(jì)的刻度值向下的應(yīng)是變大的，即自下而上指針指示溫度值是變小．
（2）小球排開水的體積與小球的體積相等，即V_排=V_球=3×10^-3m³，
則F_浮=ρ_水V_排g=0.8×10³kg/m³×10N/kg×3×10^-3m³=24N；
（3）該溫度計(jì)測(cè)量的原理是根據(jù)外界溫度對(duì)液體密度產(chǎn)生的影響，引起小球在液體所處的深度不同，從而判斷外界溫度的高低；所以小球所處的深度受液體密度的變化和金屬鏈條的彈性程度有關(guān)，所以為了小球懸浮液體的深度的變化更明顯，則可以改用熱脹冷縮更明顯的液體，或選用彈性更好更細(xì)的金屬鏈條．
故答案為：（1）小．（2）懸浮在液體中的小球受到的浮力為24N；（3）改用熱脹冷縮更明顯的液體，或選用彈性更好更細(xì)的金屬鏈條．

點(diǎn)評(píng) 本題考查阿基米德原理的應(yīng)用，關(guān)鍵是明確該溫度計(jì)測(cè)量的原理，知道小球是由于受浮力與重力和金屬鏈條的拉力而懸浮在液體中的．