题目内容

12.如图所示的轻质杠杆,EO=4AO,重物M的质量为200g,A端所吊空桶质量不计.
(1)将重物M移至E点,则在A点的空桶中应加质量为800g的物体可使杠杆平衡;
(2)将轻质杠杆制成简易密度秤.在A端的空桶内分别注入密度已知,体积V0=400cm3的不同液体,改变物体M悬挂点B的位置,当杠杆在水平位置平衡时,在物体M悬挂点处标出相应液体的密度值.
①待测液体密度不得超过2×103kg/m3;密度秤刻度分布均匀(选填“均匀”、“不均匀”).
②某次称量中,倒入液体的体积小于V0,测得液体密度值将偏小.

分析 (1)根据杠杆的平衡条件即求解答;
(2)①由于重物M在E点时空桶内的液体质量最大,利用ρ=$\frac{m}{V}$即可求出最大密度;根据ρ=$\frac{m}{V}$和杠杆的平衡条件得出密度的表达式即可分析判断;
②倒入液体的体积小于V0,即液体的实际体积小于V0,利用简易密度秤测量密度是体积数据偏大,根据表达式即可判断.

解答 解:
(1)由题可知,O为支点,EO=4AO,重物M的质量为200g,A端所吊空桶质量不计
将重物M移至E点,杠杆的平衡条件可得:G物×OA=GM×OE;
带入数据得:G物×OA═0.2kg×10N/kg×4OA,
解得:G物=8N,
则空桶中物体的质量为m=$\frac{{G}_{物}}{g}$=$\frac{8N}{10N/kg}$=0.8kg=800g;
(2)①根据(1)可知,桶中液体的最大质量为m最大=800g,
所以ρ最大=$\frac{{m}_{最大}}{V}$=$\frac{800g}{400c{m}^{3}}$=2g/cm3=2×103kg/m3;
液体的重力G液=m液g=ρ液V0g,
设重物M到O点的距离为L,根据杠杆平衡条件可得:G液OA=GML;
即:ρ液V0gOA=GML;
所以ρ液=$\frac{{G}_{M}}{{V}_{0}gOA}L$,
由于$\frac{{G}_{M}}{{V}_{0}gOA}$是定值,所以ρ液与力臂L成正比,即密度秤刻度分布均匀.
②某次称量中,倒入液体的体积小于V0,则液体重力减小,利用简易密度秤测量时,重物M应左移密度秤才能平衡,则测得的密度值偏小.
故答案为:(1)800;(2)①2×103;均匀;②小.

点评 本题考查密度公式和杠杆平衡条件的应用,关键是正确运用杠杆的平衡条件.

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