Question

如图所示，小娟同学找来三个完全相同的两端开口玻璃管，下端用相同的橡皮膜扎紧，分别放在水槽中的不同深度，A管内为空管，B管内装有与水面相平的浓盐水，C管内装有与水面相平的酒精．结果发现三个玻璃管下端的橡皮膜的形状不同．
（1）请根据你的判断，在图中粗略的画出这三个橡皮膜的形状．（ρ_盐水＞ρ_水＞ρ_酒精）
小娟进一步的思考，根据类似的现象可以测量牛奶的密度，现请你帮助小娟来完成有关探究的过程：
（2）选择尽可能少的实验器材：除被测量的液体牛奶外，需要空玻璃管及橡皮膜、水和水槽、______．
（3）写出实验过程中需要测量的物理量及符号：______，______．
（4）计算液体密度的表达式ρ_x=______（用测量量和已知量的代数式表示）

Answer

（1）液体内部存在压强．橡皮膜的形状由玻璃管内外液体产生的压强大小决定，液体压强用P=ρgh比较；
（2）实验器材的选择必须根据实验目的和实验原理确定；
（3）装有牛奶的玻璃管放入水中，当橡皮膜相平时，牛奶的高度和玻璃管外水的高度（橡皮膜到水面的距离）是不同的，需要分别测量并记录；
（4）装有牛奶的玻璃管放入水中，当橡皮膜相平时，上下受到液体的压强是相同的，测量出玻璃管内外两种液体的深度，就可计算出牛奶的密度．
【解析】

（1）A图中，橡皮膜受到水向上的压强，所以橡皮膜向上弯曲；B图中，盐水的密度大于水，所以橡皮膜上方受到盐水的压强大于下方水的压强，因此橡皮膜向下弯曲；C图中，酒精的密度小于水，所以橡皮膜下方受到水的压强大于上方酒精的压强，因此橡皮膜向上弯曲．
橡皮膜在水中的形状如下图所示．                                        

（2）装有牛奶的玻璃管放入水中后，如果橡皮膜相平，说明上下受到的液体的压强相同，由于密度不同，所以液体的深度不同，液体的深度用刻度尺测量．
（3）装有牛奶的玻璃管放入水中橡皮膜相平时，橡皮膜内外受到的压强相同，由于液体密度不同，所以深度不同，因此需要分别测出玻璃管内牛奶的高度h牛奶和管外橡皮膜的高度h水．
（4）橡皮膜相平时
ρ牛奶gh牛奶=ρ水gh水
ρ牛奶=
故答案为
（2）刻度尺
（3）橡皮膜水平时，管内牛奶的高度h牛奶，管外水的高度h水
（4）ρ牛奶=