专题十应用浮力测量密度的方法
【考点梳理】
▲题型一称重法测量物体的密度
如图1，用弹簧测力计测两次，第一次在空气中，第二次在液体中，两次的差即为浮力大小。
物体未接触水面时，对物体受力分析：物体在竖直方向受到重力和弹簧测力计的拉力保持平衡，因此：
F1?G
当物体浸没于水中后，弹簧测力计的示数为F，物体在竖直方向受到重力，拉力和浮力的作用保持平衡，对物体进行受力分析：
F?F浮?G
由此得到：F浮?G?F
图 1 图 2
注意：前提是此物体密度比液体密度大，否则无法垂入液体中；物体进入液体时，不能触底，也不能碰壁。
如果物体密度比水小（比如木块），还想测它完全浸没时的浮力，那么，可以用一个密度比较大的物体把木块拖下水。如图2。则木块完全浸没所受的浮力为：
F浮?G?F1?F2
想一想：如果我们用双簧法测得的浮力，是完全浸没在水中的浮力，而水的密度又已知，那么我们可不可以计算出物体的密度呢？
分析：根据公式F浮??水gV排可知，V排?F浮， ?水gF浮， ?水g当物体完全浸没在水中时，V物?V排，因此V物?又根据公式
ρ物?mgρGρmm水G???物水?水，即可求出物体的F浮VF浮F浮，因此?物?F浮?水g密度。
课时作业
1．把一重4.74N的金属块用细线悬挂在弹簧测力计的挂钩上，把它浸没在水中时弹簧测力计的示数是4.14N，把它浸没在某液体中时弹簧测力计的示数是4.11N．则下列计算结果错误的是（）
A．金属块在水中受到的浮力是0.6N B．金属块的体积是6×10m C．液体的密度是1.05×103kg/m3 D．金属的密度是6.9×103kg/m3
2．弹簧测力计下悬挂一个0.32kg的重物，把重物完全浸没在水中时，弹簧测力计的示数如图所示，（g取10N/kg）。
﹣53
（1）弹簧测力计的示数为_____N。
（2）重物完全浸没在水中时受到的浮力为_____N。 （3）重物的密度为_____kg/m3。
3．小红利用一个已经调零弹簧测力计、系着细线的石块、一个烧杯和适量的水，设计了如下方案测量待测液体的密度。图甲、乙、丙是小红正确测量过程的示意图。石块保持静止时
弹簧测力计的示数分别为F1=3N，F2=2N和F3=2.2N，已知水的密度为ρ水。
（1）根据测量的物理量可知石块浸没在水中时，受到的浮力大小为____N。 （2）根据测量的物理量和已知量，可知石块的密度ρ石=________kg/m。 （3）根据测量的物理量和已知量，可知待测液体的密度ρ液=________kg/m。
4．在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数是2.7N．当把零件浸没在水中时，弹簧测力计的示数是1.7N．现把该零件浸没在另一种液体中时，弹簧测力计的示数是1.9N，求： （1）该零件浸没在水中时受到的浮力F浮 （2）该金属零件的密度ρ金； （3）另一种液体的密度ρ液
3
3
5．边长为0.1m的正方体木块，漂浮在水面上时，有
2的体积露出水面，如图甲所示。将5木块从水中取出，放入另一种液体中，并在木块表面上放一重2N的石块，静止时，木块上表面恰好与液面相平，如图乙所示。取g＝10N/kg，已知水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3。求：
（1）图甲中木块受的浮力大小； （2）图甲中木块的重力； （3）图乙中液体的密度。
参考答案
1．【答案】D
【解析】A．金属块在水中受到的浮力是：
F浮水＝G﹣F示1＝4.74N﹣4.14N＝0.6N，
故A正确，不符合题意；
B．由F浮＝ρ水gV排知道，金属块的体积是：
V＝V排水＝故B正确，不符合题意；
F浮0.6N?53=?6?10m ?水g1?103kg/m3C．由于金属块浸没液体中排开液体的体积是V排＝V＝6×10﹣5m3，所以，金属块受到液体的浮力是：
F浮液＝G﹣F示2＝4.74N﹣4.11N＝0.63N，
由F浮＝ρ液gV排知道，液体的密度是：
?液=F浮0.63N33=?1.05?10kg/m， gV排10N/kg?6?10?5m3故C正确，不符合题意；
D．由G=mg知道，金属块的质量是：
m?G4.74N?=0.47kg g10N/kg由?=m知道，金属的密度是： V?金=m0.474kg33==7.9?10kg/m ?53V6?10m故D错误，符合题意。 2．【答案】2.40.84×103
【解析】（1）如图测力计，每1N之间一共分出了5个小格，所以每个小格，即它的分度值0.2N，弹簧测力计的示数为2.4N； （2）物体的重力为：
；
根据称重法测量浮力的原理知，重物完全浸没在水中时受到的浮力为：
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