某同学制作了一个“浮子”。他用质量为2m、高为、横截面积为2的质地均匀实心圆柱体,将其中间挖掉横截面积为、高为的圆柱体,做成“空心管”;然后用另一个不同材质、质地均匀的实心圆柱体将管的空心部分恰好填满,做成“浮子”,如图甲所示。将“浮子”放入盛有足量水、底面积为的圆柱形薄壁容器中,“浮子”刚好悬浮在水中,如图乙所示。已知水的密度为,请解答下列问题:
(1)该“浮子”的平均密度是多少?
(2)实验中,组成“浮子”的“空心管”和“填充柱体”在水中完全脱离,致使容器中水面高度发生了变化,待水面恢复稳定后,水对容器底部的压强变化了多少?
现有一质地均匀密度为ρ0的实心圆柱体,底面积为S0、高为h0,将其中间挖去底面积为的小圆柱体,使其成为空心管,如题1所示.先用硬塑料片将空心管低端密封(硬塑料片的体积和质量不计),再将其低端向下竖直放在底面积为S的柱形平底容器底部,如图2所示.然后沿容器内壁缓慢注入密度为ρ的液体,在注入液体的过程中空心管始终保持竖直状态.
(1)当注入一定量的液体时,空心管对容器底的压力刚好为零,且空心管尚有部分露在液面外,求此时容器中液体的深度.
(2)去掉塑料片后,空心管仍竖直立在容器底部,管外液体可以进入管内,继续向容器中注入该液体.若使空心管对容器底的压力最小,注入液体的总重量最少是多少?
小明想知道酱油的密度,但小明没有量筒,小华说只用天平也能测出酱油的密度,于是小华设计了如下实验步骤,请你补充完整。
a、调好天平,用天平测出空烧杯的质量为m0。
b、将一个烧杯______,用天平测出烧杯和水的总质量为m1。
c、用另一个相同的烧杯装满酱油,用天平测出烧杯和酱油的总质量为m2。
d、酱油的密度表达式ρ=______(已知水的密度为ρ水)
小明用筷子和铁丝自制了一个测量牛奶密度的“密度计”。
(1)如图甲所示,将铁丝缠到筷子的一端,目的是______;
(2)先后将“密度计”浸入水和牛奶中,待静止后,筷子上与液面相平的位置分别标记为A和B,如图乙所示,则______是浸在牛奶中的标记,这和轮船从河里开到海里会______一些的原理相同;
(3)设水的密度是ρ水,假定筷子的横截面积均为S,浸在水中时筷子在水中的深度是h1,浸入牛奶中时筷子在牛奶中的深度是h2,则牛奶的密度表达式是ρ牛奶=______;
(4)在实际操作过程中,发现“密度计”上的两条标记线靠得很近,为了更易区分,请你提出一条改进“浮标”的建议______。
(拓展)设密度计的重力为G,横截面积为S,则hA-hB=______。(假设A、B两点对应的液体密度分别为ρA、ρB)
在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,主要实验步骤如下:
a.将一个金属圆柱体悬挂在弹簧测力计下,按如图甲所示组装器材.
b.向空烧杯中缓慢注入清水,直到没过金属体一段距离(烧杯未加满水),如图乙中①~⑤所示,待示数稳定后分别读取弹簧测力计的示数F1~F5.
c.如图乙中⑥所示,再向烧杯中加入适量盐,并轻轻搅拌,直至弹簧测力计示数稳定后读数为F6.
(1)图乙中_____(选填①~⑥序号)可以得出浮力的大小跟物体排开液体的体积有关.在图⑤中,金属体所受到的浮力F浮=_____(用测量器的字母来表示).
(2)图乙中_____(选填①~⑥序号)可以得出浮力的大小跟物体浸没的深度无关.金属体的体积V=____(用已知量ρ水、g和测量器的字母来表示).
(3)因为浮力的大小跟液体的密度有关,可知图⑤、⑥中,F5_____ F6(选填“>、=、<”),图⑥中盐水密度:ρ盐水=____(用已知量ρ水和测量器的字母来表示).
在测量某液体密度的实验中小红同学用水、铜柱(密度大于被测液体密度)、烧杯、弹簧测力计测出了该液体的密度。步骤如下:
(1)用细线系住铜柱,并挂在弹簧测力计下,测得其重力为G,如图甲所示;
(2)用弹簧测力计拉住铜柱使其浸没在水中,测得拉力为F1,如图乙所示;
(3)擦干铜柱后,再用弹簧测力计拉住铜柱使其______在待测液体中,测得拉力为F2。
由以上数据可以得出待测液体密度的表达式ρ液=______ (用本次实验收集到的物理量表达,水的密度为ρ水)。