Question

如圖所示，小娟同學找來三個完全相同的兩端開口玻璃管，下端用相同的橡皮膜扎緊，分別放在水槽中的不同深度，A管內(nèi)為空管，B管內(nèi)裝有與水面相平的濃鹽水，C管內(nèi)裝有與水面相平的酒精．結(jié)果發(fā)現(xiàn)三個玻璃管下端的橡皮膜的形狀不同．
（1）請根據(jù)你的判斷，在圖中粗略的畫出這三個橡皮膜的形狀．（ρ_鹽水＞ρ_水＞ρ_酒精）
小娟進一步的思考，根據(jù)類似的現(xiàn)象可以測量牛奶的密度，現(xiàn)請你幫助小娟來完成有關(guān)探究的過程：
（2）選擇盡可能少的實驗器材：除被測量的液體牛奶外，需要空玻璃管及橡皮膜、水和水槽、________．
（3）寫出實驗過程中需要測量的物理量及符號：________，________．
（4）計算液體密度的表達式ρ_x=________（用測量量和已知量的代數(shù)式表示）

Answer 1

解：
（1）A圖中，橡皮膜受到水向上的壓強，所以橡皮膜向上彎曲；B圖中，鹽水的密度大于水，所以橡皮膜上方受到鹽水的壓強大于下方水的壓強，因此橡皮膜向下彎曲；C圖中，酒精的密度小于水，所以橡皮膜下方受到水的壓強大于上方酒精的壓強，因此橡皮膜向上彎曲．
橡皮膜在水中的形狀如下圖所示．

（2）裝有牛奶的玻璃管放入水中后，如果橡皮膜相平，說明上下受到的液體的壓強相同，由于密度不同，所以液體的深度不同，液體的深度用刻度尺測量．
（3）裝有牛奶的玻璃管放入水中橡皮膜相平時，橡皮膜內(nèi)外受到的壓強相同，由于液體密度不同，所以深度不同，因此需要分別測出玻璃管內(nèi)牛奶的高度h_牛奶和管外橡皮膜的高度h_水．
（4）橡皮膜相平時
ρ_牛奶gh_牛奶=ρ_水gh_水
ρ_牛奶=
故答案為
（2）刻度尺
（3）橡皮膜水平時，管內(nèi)牛奶的高度h_牛奶，管外水的高度h_水
（4）ρ_牛奶=
分析：（1）液體內(nèi)部存在壓強．橡皮膜的形狀由玻璃管內(nèi)外液體產(chǎn)生的壓強大小決定，液體壓強用P=ρgh比較；
（2）實驗器材的選擇必須根據(jù)實驗目的和實驗原理確定；
（3）裝有牛奶的玻璃管放入水中，當橡皮膜相平時，牛奶的高度和玻璃管外水的高度（橡皮膜到水面的距離）是不同的，需要分別測量并記錄；
（4）裝有牛奶的玻璃管放入水中，當橡皮膜相平時，上下受到液體的壓強是相同的，測量出玻璃管內(nèi)外兩種液體的深度，就可計算出牛奶的密度．
點評：此題需要根據(jù)橡皮膜內(nèi)外壓強相同得到液體深度不同，然后通過測量兩種液體的深度并利用水的密度已知，得到液體的密度，綜合性較強，質(zhì)量較高．