小明在一根均匀木杆的一端缠绕少许铅丝,使得木杆放在液体中可以竖直漂浮,从而制成一支密度计.将它放在水中,液面到木杆下端的距离为16.5cm,再把它放到盐水中,液面到木杆下端的距离为 14.5cm.如果所用铅丝的体积很小,可以忽略,小明测得的盐水密度是多少?

问题描述:

小明在一根均匀木杆的一端缠绕少许铅丝,使得木杆放在液体中可以竖直漂浮,从而制成一支密度计.将它放在水中,液面到木杆下端的距离为16.5cm,再把它放到盐水中,液面到木杆下端的距离为 14.5cm.如果所用铅丝的体积很小,可以忽略,小明测得的盐水密度是多少?

设木杆的横截面积为S,
盐水密度为ρ1,密度计漂浮盐水面时,浸入盐水中的深度为h1
密度计漂浮在盐水面时受到浮力:F浮11gV排11gsh1
水的密度为ρ2,密度计漂浮水面时,浸入水中的深度为h2
密度计漂浮在水面时受到浮力:F浮22gV排22gsh2
两种情况下密度计都漂浮在液面上,受到浮力都等于它的重力:F浮1=F浮2=G,
∴ρ1gsh12gsh2
∴ρ1h12h2
∴ρ1×14.5cm=1.0×103kg/m3×16.5cm,
∴盐水密度为:ρ1=1.14×103 kg/m3
答:盐水密度为1.14×103kg/m3
答案解析:密度计不变,密度计的重力不变,密度计既漂浮在水中,又漂浮在盐水中,在水中的浮力和在盐水中的浮力都等于密度计的重力.
根据阿基米德原理求出密度计在水中和在盐水中的浮力,根据两个浮力相等,求出盐水的密度.
考试点:液体密度的测量;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用.


知识点:本题为测量液体密度的实验提供了一个思路.