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（ρ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（ρ

Question

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（ρ_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（ρ_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．

Answer 1

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=ρ水gV_排水=ρ_水gS（L-3cm）=1×10³kg/m³gS（L-3cm）-----------------------①
F_酒=ρ_酒gV_排酒=ρ_酒gS（L-2cm）=0.8×10³kg/m³gS（L-2cm）----------------------②
F_硫酸铜=ρ_硫酸铜gV_排硫=ρ_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）=ρ_硫酸铜gS（L-3.8cm），
即：1×10³kg/m³gS（7cm-3cm）=ρ_硫酸铜gS（7cm-3.8cm），
解得：ρ_硫酸铜=1.25×10³kg/m³．
故答案为：1.25×10³．