小明将一重为3N、密度为3×103kg/m3的合金块,挂在如图所示弹簧测力计下,制成了一个可以测量液体密度的密度计.测量时,只要将挂在弹簧测力计下的合金块完全浸入该液体中,通过弹簧测力计的示数就可以对应得出液体的密度.
(1)该合金块的体积多大?
(2)将此弹簧测力计下的合金块浸没在某种液体中,弹簧测力计的读数为1N,求该液体的密度.
(3)测水的密度时,弹簧测力计的指示数值是多少?
网友回答
解:
(1)∵G=mg=ρgV,
∴V===1×10-4m3;
(2)F浮=G-F示=3N-1N=2N,
∵F浮=ρ液V排g=ρ液Vg
∴ρ液===2×103kg/m3.
(3)合金块浸没水中受到的浮力:
F浮′=ρ水V排g=ρ水Vg=1×103kg/m3×1×10-4m3×10N/kg=1N,
∵F浮=G-F示,
∴弹簧测力计的指示数值′:
F示′=G-F示′=3N-1N=2N.
答:(1)该合金块的体积为1×10-4m3;
(2)该液体的密度为2×103kg/m3.
(3)测水的密度时,弹簧测力计的指示数值是2N.
解析分析:(1)知道合金块的重力和密度,利用公式G=mg=ρVg求该合金块的体积;
(2)知道合金块浸没液体中弹簧测力计的示数,利用称重法求合金块受到的浮力,再根据阿基米德原理求液体的密度.
(3)求出浸没水中受到的浮力,再利用称重法求弹簧测力计的指示数值.
点评:本题考查了二力的平衡条件的应用、力的相互性、阿基米德原理,涉及到称重法测浮力的应用(测液体密度),要求灵活将F浮=G-F和F浮=ρ液V排g结合使用.