题目内容

【题目】某同学在河边玩耍时捡到一块石头:

(1)将木杆的中点O悬挂于线的下端,使杆在水平位置平衡,这样做的好处是可以消除_____对杆平衡的影响;

(2)将左端A与弹簧测力计相连,用细线把石头挂于OA的中点C,弹簧测力计竖直向上提起A端,使杆保持水平,测力计示数如图所示,则拉力大小为_____N;将石头浸没于装有水的玻璃杯中且不与杯子接触,保持杆水平,记下弹簧测力计此时示数为2.7N

(3)通过计算,浸没后石头受到的浮力大小为_____N,石头的密度为_____kg/m3(已知ρ1.0×103kg/m3);

(4)若上述(2)步骤中,只是杆未保持水平,则测量结果_____(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

【答案】杠杆自重 4.2 3 2.8×103 不变

【解析】

本题考查固体密度的测量。

(1)[1]将木杆的中点O悬挂于线的下端,使杆在水平位置平衡,这样做的好处是可以消除杠杆自重对杆平衡的影响。

(2)[2]如图弹簧测力计的分度值是0.2N,所以拉力大小为4.2N

(3)[3]根据杠杆的平衡条件以及COA的中点,可得

解得

G=F1=2F2= 2×4.2N=8.4N

而石头的质量

石头浸没于装有水的玻璃杯中且不与杯子接触,保持杠杆水平,弹簧测力计此时示数为2.7N,再次根据杠杆的平衡条件计算出此时石头对C点的拉力为5.4N,则浸没后石头受到的浮力大小

F=GF=8.4N5.4N=3N

[4]F=ρgV,所以

所以石块的密度

(4)[5]若上述(2)步骤中,只是杠杆未保持水平,虽然力的作用线不在杠杆上,但是两个力的力的作用线的比值是不变的,所以不会影响最终的结果。

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