题目内容
小李想测量食用油的密度ρ油,他手边的测量工具只有刻度尺.小李利用身边的器材设计出一个实验方案.找来一根均匀轻质直硬棒,用细线系在O点吊起,硬棒在水平位置平衡,将一密度未知的金属块B挂在硬棒左端C处,另外找一个重物A挂在硬棒右端,调节重物A的位置,使硬棒在水平位置平衡,此时重物挂在硬棒上的位置为D,如图所示.下面是小李测出ρ油 的部分实验步骤,请你按照小李的实验思路,将实验步骤补充完整.
(1)用刻度尺测出OD的长度L0;
(2)将适量水倒入烧杯(水的密度为ρ水 为已知),金属块B没入水中且不碰烧杯,把重物A从D处移动到E处时(E点未标出),硬棒再次在水平位置平衡,________,将金属块B取出;
(3)将适量油倒入另一烧杯,金属块B没入油中且不碰烧杯,将重物A从E处移动到F处时,硬棒再次在水平位置平衡,________,将金属块B取出,用抹布擦干;
(4)利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算的表达式为:________.
解:由分析可知,(2)用刻度尺测出OE的长度L1 (3)用刻度尺测出OF的长度L2
当金属块B未放入水和油中时,由杠杆的平衡条件可得,GB?OC=GA?L0
金属块B没入水中时,由杠杆的平衡条件可得,(GB-ρ水gV)?OC=GA?L1
金属块B没入油中时,由杠杆的平衡条件可得,(GB-ρ油gV)?OC=GAL2
ρ水gV?OC=GA?L1-GA?L0
ρ油gV?OC=GAL2-GA?L0
两式之比得,
ρ油=
故答案为:(2)用刻度尺测出OE的长度L1、(3)用刻度尺测出OF的长度L2、(3)ρ油=
分析:本题要求食用油的密度,由题可判断必须要通过杠杆的平衡条件,找到ρ油和ρ水关系,才能求得ρ油,要通过杠杆的平衡条件找关系就要知道力臂,所以要测出OE的长度和OF的长度.然后通过杠杆的平衡条件求解.
点评:本题的关键是想到如何找ρ油和ρ水关系,本题的保障是正确运用杠杆的平衡条件.另外在处理方程的时候也要注意技巧.
当金属块B未放入水和油中时,由杠杆的平衡条件可得,GB?OC=GA?L0
金属块B没入水中时,由杠杆的平衡条件可得,(GB-ρ水gV)?OC=GA?L1
金属块B没入油中时,由杠杆的平衡条件可得,(GB-ρ油gV)?OC=GAL2
ρ水gV?OC=GA?L1-GA?L0
ρ油gV?OC=GAL2-GA?L0
两式之比得,
ρ油=
故答案为:(2)用刻度尺测出OE的长度L1、(3)用刻度尺测出OF的长度L2、(3)ρ油=
分析:本题要求食用油的密度,由题可判断必须要通过杠杆的平衡条件,找到ρ油和ρ水关系,才能求得ρ油,要通过杠杆的平衡条件找关系就要知道力臂,所以要测出OE的长度和OF的长度.然后通过杠杆的平衡条件求解.
点评:本题的关键是想到如何找ρ油和ρ水关系,本题的保障是正确运用杠杆的平衡条件.另外在处理方程的时候也要注意技巧.
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