小明利用小试管、螺母和细线制成一个土密度计,用图所示的方法测量液体的密度.土密度计在酒精(&rho酒精=0.8×103kg/m3)中静止时露出液面的高度为2cm土密度计在水(&rho水=1.0×103kg/m3)中静止时露出液面的高度为3cm.土密度计在硫酸铜溶液中静止时露出液面的高度为3.8cm.则此硫酸铜溶液的密度为() kg/m3.
答案
1.25×103
解析
土密度计在水、酒精、硫酸铜溶液中都处于漂浮状态,所以浮力都等于重力,浮力相等.
即:F水=F酒=F硫酸铜=G
设密度计平底试管的横截面积为S,长度为L,
则:V排水=S(L-3cm)、V排酒=S(L-2cm)、V排硫=S(L-3.8cm),
由阿基米德原理得:
F水=&rho水gV排水=&rho水gS(L-3cm)=1×103kg/m3gS(L-3cm)-----------------------①
F酒=&rho酒gV排酒=&rho酒gS(L-2cm)=0.8×103kg/m3gS(L-2cm)----------------------②
F硫酸铜=&rho硫酸铜gV排硫=&rho硫酸铜gS(L-3.8cm)----------------------------------③
因为:F水=F酒,
所以:1×103kg/m3gS(L-3cm)=0.8×103kg/m3gS(L-2cm),
解得:L=7cm
因为:F水=F硫酸铜,
所以:1×103kg/m3gS(L-3cm)=&rho硫酸铜gS(L-3.8cm),
即:1×103kg/m3gS(7cm-3cm)=&rho硫酸铜gS(7cm-3.8cm),
解得:&rho硫酸铜=1.25×103kg/m3.
故答案为:1.25×103.