题目内容
【题目】某实验小组“利用杠杆平衡条件测固体密度”。
【实验器材】
待测小石块,杠杆及支架,细线,钩码数个,刻度尺,烧杯,水适量。
【实验过程】
(1)把杠杆的中点固定在支架上并调节杠杆在水平位置平衡;
(2)用细线将小石块拴好,把小石块和钩码m分别挂在杠杆的两边,调节钩码的位置使杠杆在水平位置平衡;
(3)分别量出小石块悬挂处与支点的距离L和钩码所挂处与支点的距离l,由杠杆平衡条件得出小石块的质量为______________;
(4)在烧杯内盛水,将小石块浸没水中,保持L不变,调节钩码m的悬挂位置,使杠杆重新在水平位置平衡;
(5)量出钩码所挂处与支点的距离d,则小石块所受水的浮力为____________;
(6)若水的密度为ρ,由阿基米德原理得出小石块的体积为___________;
(7)由密度公式求出小石块的密度为___________。
【答案】
【解析】(3)小石块和钩码m使杠杆在水平位置平衡;由杠杆平衡条件F1 L1 =F2L2 得:m石 gL=mgl,则质量m石 =l m /L;
(5)小石块浸没水中杠杆在水平位置平衡时;由杠杆平衡条件F1 L1 =F2 L2 得:F石 L=mgd,则F石 =d mg /L;根据称重法可知:小石块所受水的浮力F浮 =m石 g-F石 =m石 g-d mg /L═lmg/L-dmg/L=(ld)mg/L;
(6)根据阿基米德原理得:小石块的体积V石 =V排 =F浮/ρg=(ld)mg /L/ρg=(ld)m/Lρ;
(7)小石块的密度ρ石 =m石/V石=lm/L/(ld)m/Lρ=lρ/ld。
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