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怎樣用彈簧秤做測量工具來測定木塊密度?

更新時間:2023-10-23 文章作者:admin2 信息來源:http://wuliok.com 閱讀次數:

眾所周知彈簧秤是用來測量力的,但加以輔助器材就可以測量物體的密度,在近幾年的升中考試中這類題目出現頻度極高。隨著素質教育的深入,對學生的動手實踐能力的要求也越來越高,把彈簧秤改造成直接測量密度裝置的題目在各類物理競賽也經常出現,這類題目對學生的綜合能力要求更高,下面結合這兩種情況談一談彈簧秤在測密度實驗中的應用。
一、測量固體的密度
原理:用彈簧秤測物體的重力,進而求出物體的質量;用彈簧秤測物體浸沒在已知密度液體(一般是水)中的浮力,應用阿基米德原理求出物體的體積,即可求出物體的密度。
對題目的要求:物體的密度大于液體的密度,物體不溶于液體中。
例1:某登山愛好者在山間小溪邊發現一種礦石,為確定礦石的成份需測定礦石的密度,可他隨身只帶有一只彈簧秤,請你為他設計一種測量礦石密度的方案。
解答:可用一根細線把礦石樣品系于彈簧秤下,測量其重力為G。再把礦石樣品浸入水中,測出彈簧秤對它的拉力為F。則:
礦石樣品的質量為:
礦石樣品的體積為:
礦石樣品的密度為:
上述解答可以說是這一類題目的通解,不論題目怎樣變化都可以用此方法處理。
二、測量液體的密度
原理:用彈簧秤測量同一物體浸沒在兩種液體中的浮力,根據阿基米德原理,浮力的大小與液體的密度成正比。
例2:現有一杯清水、彈簧秤和鉤碼,如何測量食用油的密度?
解答:1、用彈簧秤測量出鉤碼的重力為G。
2、用彈簧秤測量出鉤碼浸沒在水中時彈簧秤對鉤碼的拉力為F1。
3、用彈簧秤測量出鉤碼浸沒在食用油中時彈簧秤對鉤碼的拉力為F2。
則:鉤碼浸沒在水中時受到的浮力為:
鉤碼浸沒在食用油中時受到的浮力為:
食用油的密度為:
三、把彈簧秤改裝為“密度計”
從上例中我們看出,彈簧秤輔以簡單的器材就可以測量液體的密度,我們可以對彈簧秤進行簡單的改造,使其能夠直接測出液體的密度。改造的方法如下:
1、在最大稱量為2牛的彈簧秤下用細線系一個重力約為2牛的玻璃球(選用玻璃是為了不與液體發生化學反應)。
2、在彈簧秤刻度的一側貼上一層紙,刻上刻度后作為密度標尺。當彈簧秤垂直懸吊玻璃球時,在彈簧秤指針指示的位置畫上刻度,標上“0”。
3、把彈簧秤懸吊的玻璃球浸入水中,此時在彈簧秤指針指示的位置畫上刻度,標上“1”。
4、在“0”和“1”之間均勻地分為20等份,則每一份為0·05,并相應地標出“0·5”至“0·9”的位置;并按此等份的長度在“1”上面的位置進行劃分,至到彈簧秤示為“0”的位置(此處密度的刻度值應等于玻璃球的密度)。
使用方法:把彈簧秤下的玻璃球完全浸沒到待測液體中,讀出彈簧秤指針所對應密度標尺上的數字,即為待測液體的密度,單位是克/厘米3(或103千克/米3)。
測量范圍:待測液體的密度小于玻璃的密度。
原理:同一物體浸沒在不同液體中所受到的浮力與液體的密度成正比,即: 。
用彈簧秤測密度的題目很多,但都不外乎上述幾種情況,只要我們掌握用彈簧秤測密度的原理,具體問題就迎刃而解了。jBS物理好資源網(原物理ok網)

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