题目内容
【题目】小晴在沙滩上捡到一小块鹅卵石,想用学过的浮力知识测量它的密度,于是把它拿到了实验室。
(1)她设计了用弹簧测力计、烧杯、水、细线测量的方案如下:
a.用细线将鹅卵石系在弹簧测力计下,测出鹅卵石的重力,记为G。
b.在烧杯内装入适量水,并用弹簧测力计提着鹅卵石,使它浸没在水中,记下弹簧测力计的示数F。
c.鹅卵石密度的表达式为ρ石=_____(用G、F和ρ水表示)。
(2)在用弹簧测力计测量鹅卵石的重力时,出现了如图甲所示的现象,使得她放弃了这个方案,她放弃的理由是_____。
(3)她在老师指导下重新设计了用天平、烧杯、水、细线测量鹅卵石密度的方案,并进行了测量。
a.将天平放在水平台上,把游码放到标尺_____处,当指针静止时如图乙所示,此时应将平衡螺母向_____(选填“左”或“右”)调节,直到横梁平衡。
b.用天平测量鹅卵石的质量,天平平衡时,砝码质量和游码位置如图丙所示,则鹅卵石的质量为_____g。
c.在烧杯内装入适量的水,用天平测量烧杯和水的总质量为60g。
d.如图丁所示,使烧杯仍在天平左盘,用细线系着鹅卵石,并使其悬在烧杯里的水中,当天平平衡时,天平的示数为68.8g。鹅卵石的密度为_____g/cm3.(结果保留一位小数,ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】×ρ水; 测力计分度值过大(或测力计量程过大) 左端的零刻线处 右 18.4 2.1
【解析】
(1)c.根据称重法测浮力,由已知条件,鹅卵石浸没在水中时受到的浮力:
F浮=G-F﹣﹣﹣﹣﹣①,
根据阿基米德原理,
F浮=ρ水gV排=ρ水gV物﹣﹣﹣﹣②,
由①②得鹅卵石的体积:
V物=﹣﹣﹣﹣﹣③,
鹅卵石密度的表达式:
ρ物==﹣﹣﹣﹣﹣﹣④,将③代入④得:
ρ物=×ρ水;
(2)图甲中测力计分度值为0.2N,出现了如图甲所示的现象,指针约指一个小格处,测力计分度值过大(或测力计量程过大),测量误差较大,故她放弃了这个方案;
(3)a.将天平放在水平台上,把游码放到标尺左端的零刻线处,当指针静止时如图乙所示,即指针静止时指在分度盘中央刻度线的左侧,此时应将平衡螺母向右调节,直到横梁平衡;
b.图丙中标尺的分度值为0.2g,鹅卵石的质量是:m=10g+5g+3.4g=18.4g;
d.由图丙和丁可知,增加的砝码质量:△m=68.8g﹣60g=8.8g,即为鹅卵石排开水的质量,排开水的体积:V排===8.8cm3,
因鹅卵石完全浸没在水中,故鹅卵石的体积:V=V排=8.8cm3,
鹅卵石的密度:ρ==≈2.1g/cm3。