阳湖中学旁一河塘被沿河化工厂污染,为调查河水被污染的程度,初三(1)班学生分成三个研究小组.化学研究小组利用pH?试纸检测河水的酸碱度.生物研究小组采用舀取河水饲养金鱼的办法调查水质.物理研究小组根据常识:河水被污染后密度普遍变大,当河水密度超过1.05×103kg/m3,一般就不再适合水产养殖.他们制作简易的液体密度计----------一边长为10.5cm的正方体木块,先将木块放入清水中漂浮,测得木块下表面在水中的深度为6.3cm,该木块密度为________kg/m3,然后在木块上清水液面处画一周白线.若将木块放入密度为1.05×103kg/m3的污水中漂浮,那么污水面将在该木块白线的________(选填“上”或“下”)方________cm处,再在该处画上一周红线.用此木块就可检测河水的密度是否超标.
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0.6×103 下 0.3解析分析:(1)正方体木块的边长,可以求得木块的体积;已知木块浸没在水中的深度,可以求得木块浸没在水中的体积,即排开水的体积;木块漂浮在水中,根据物体的浮沉条件可知F浮=G木,据此分析计算木块的密度.(2)密度计的原理是利用漂浮时浮力等于物体自身的重力制成,根据公式F浮=ρ液gV排分析,ρ液越大V排越小,污水的密度大于水的密度,所以在密度计在污水中的体积小于在水中的体积;木块密度计在水中和污水中都漂浮,利用阿基米德原理求在污水中时木块浸入的深度,从而得出红线位置.解答:h木=10.5cm,h水=6.3cm,ρ水=1.0g/cm3,ρ污水=1.05×103kg/m3=1.05g/cm3;(1)木块的底面积为:s木=h木2,木块的体积为:V木=s木×h木,木块排开水的体积为:V排=s木×h水,木块漂浮在水中,根据物体的浮沉条件得:F浮=G木即,ρ水gV排=ρ木gV木,ρ水gs木h水=ρ木gs木h木,ρ水h水=ρ木h木,即:ρ木=ρ水=×1.0g/cm3=0.6g/cm3=0.6×103kg/m3;(2)密度计在水中和污水中都是漂浮,根据公式F浮=ρ液gV排分析,ρ液越大V排越小,污水的密度大于水的密度,所以在密度计在污水中的体积小于在水中的体积,故在白线的下面;(3)∵该木块密度计漂浮,∴在清水中受到的浮力F浮等于在污水中受到的浮力F浮′,即:ρ水gs木h水=ρ污水gs木h污水,∴h污水===6cm,在白线的下面:△h=h水-h污水=6.3cm-6cm=0.3cm.故