应用浮力 制作模型
上课时，通过投影观看到别班的同学做的船和潜水艇模型，大家心里很羡慕。章丽说：“我们也来制作一个吧！”她的建议得到了大家的一致同意。
说干就干，大家首先开始“造船”。
课本上“想想做做”中采用的材料是橡皮泥，大家决定照做。首先把橡皮泥直接放入水中，因为橡皮泥的密度比水要大，直接放入水中后沉了下去。而把橡皮泥捏成碗形，可以看到橡皮泥漂浮在水面，原来把橡皮泥捏成船状放入水中，采用了 ① 方法增大了排开水的体积，从而增大可利用的浮力，在船上放一支铅笔居然没有下沉。
假如实验使用的是一块质量为80g的橡皮泥，当船漂浮在水面上，橡皮泥受到的浮力是多大呢？请你帮助算一下(g取10N/kg)， ② 。
接着制造潜水艇。选用的器材有：一只试管、一段细铁丝、一段橡胶管、一个注射器、一根塑料吸管、橡皮塞和一个水槽。
大家制作了一个如图1所示的潜水艇模型：由于试管右端装有橡皮塞，接有进水管和胶管，导致试管左边轻右边重，为了保持试管水平平衡，在试管的左端绕上了一些细铁丝。
图1
放入水中前让试管进入一部分水，将注射器的活塞推至最左端，当潜水艇放入水时，让进、排水管刚好浸在水面以下，此时潜水艇漂浮在水面上，受到的浮力等于其重力；要使其下沉，则需要增加其重力，因此向右拉动活塞，让水进入到试管中以增加重力，当潜水艇模型完全浸没在水中时，停止拉动活塞，让潜水艇模型处于悬浮状态，此时潜水艇受到的浮力也等于其重力。
当潜水艇模型完全浸没时，潜水艇排开水的体积不变，由F浮=ρ水gV排可知，其受到的浮力不变，继续利用注射器活塞向外抽气，将一部分水吸入到试管内，增大潜水艇的重力，当潜水艇的重力 ③ 浮力时，潜水艇模型会继续下沉；反之，向内推注射器活塞，水会被压出试管，模型的自身重力减小，当潜水艇模型的重力 ④ 其受到的浮力时，潜水艇会上浮。通过这个制作及演示，大家明白了潜水艇浸没在水中时受到的浮力是不变的，因为V排始终未变，而是通过改变自身重力进而改变浮力和重力的关系来实现下潜、悬浮和上浮的。
还可以制作一个什么呢？杨柳说课外资料上多次提到密度计，能否也制作一个密度计呢？
晓东按资料上的说法找来小试管、螺母和细线制作一个如图所示的测量液体密度的“密度计”。
把密度计先后放入水和酒精中，“密度计”均处于漂浮状态，可见密度计是利用漂浮时物体受到的浮力等于自身重力的原理制成的。
在密度计上面标出了两种液体中液面所在的位置a和b（如图3），用刻度尺测量出a和b之间的距离是1cm，但他们都忘记了刻线跟液体对应的关系。请你帮助他们分析一下，刻线b对应的是什么物质。 图3
分析：由浮力公式F浮=ρ水gV排可知，因为浮力始终相等，当液体密度增大时，排开液体的体积会变小，密度计在酒精中的体积大于在水中的体积，所以刻度b对应的是 ⑤ 。
接着他们把这个“土密度计”放入另一种足够多的液体中，在密度计上记下了液面所在的位置c，用刻度尺测量出c和b之间的距离也是1cm，则这种液体的密度为多少呢？请你和他们一起来分析：
无论在哪种液体中，密度计都是漂浮的，受到的浮力相等，都等于密度计自身重力，故有：
F浮=ρ水gVb=ρ酒精gVa=ρ液gVC
密度计上方粗细均匀，设其横截面积为S，在水中的深度为h，在酒精中的深度为h1，则由ρ水gVb=ρ酒精gVa有：ρ水gSh=ρ酒精gSh1
推导有：ρ水gSh=ρ酒精gS(h+0.01m)，将水的密度和酒精的密度代入，可求得h=4cm。
将密度计放入另一种液体中时，有：ρ水gSh=ρ液gS(h-0.01m)
将已知量代入计算得：ρ液= ⑥ g/cm3。
参考答案：①空心 ②0.8N ③大于 ④小于 ⑤水 ⑥1.33
