题目内容

【题目】如图装置是某同学在科技创新大赛时发明的可直接测量液体密度的“密度天平”。其制作过程和原理如下:选择一根长100cm的杠杆,调节两边的平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。在A位置用细线固定一个质量为150g、容积为80mL的容器,OA=10cm。右侧用细线悬挂一质量为50g的钩码(细线的质量忽略不计)。测量时往容器中加满待测液体,移动钩码使杠杆在水平位置平衡,在钩码悬挂位置直接读出液体的密度。

(1)该“密度天平”的“零刻度”应标在右端离支点O___________cm处;

(2)该“密度天平”的量程为____________g/cm3;

(3)若将钩码的质量适当增大,该“密度天平”的量程将___________(选填“增大”“减小”或“不变”)

【答案】30 0~1.25 增大

【解析】

(1)[1]根据杠杆的平衡条件公式F1l1=F2l2,

m1gl1=m2gl2,

m1l1=m2l2,

150g×10cm=50g×l2,

解得,

l2=30cm,

则应将该“密度天平”的“零刻线”标在支点“O”右侧30cm处;

(2)[2]根据题意钩码移动至最右端,该“密度天平”达到最大量程,设OA为l1′,O点距最右端的距离为l2′,容器的质量为m1,钩码的质量为m2,容器中加满液体的质量为m,根据杠杆的平衡条件:F1l1=F2l2,

(m1+m)gl1′=m2gl2′,

(m1+m)l1′=m2l2′,

(150g+m)×10cm=50g×50cm,

解得:

m=100g,

ρ==1.25g/cm3,

该“密度天平”的量程为0~1.25g/cm3;

(3)[3]当钩码的质量适当增大时,说明杠杆一侧的力增大,在力臂关系相同的情况下,另一侧的力也会增大,即该“密度天平”的量程将增大。

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