初二物理興趣小組的幾位同學在一起探究測量液體密度的方法,他們從實驗室借來了彈簧測力計,天平,底面積為s的平底試管、鉤碼并自己準備了空方形玻璃瓶,自制量筒,刻度尺,細線,支架,長直均勻木條,一個小金屬塊,一些碎石子,U型玻璃管,一大杯水及一瓶500ml的色拉油.他們想用不同的方法來測量色拉油的密度.
(1)性急的小強搶過天平、方形玻璃瓶便開始了操作,如圖1是使用天平時的操作情況,其中操作錯誤的是:________.
(2)小明選用了彈簧測力計、金屬塊、細線、水、待測色拉油進行了如圖2甲、乙、丙的操作,根據(jù)圖中所示數(shù)據(jù)可知色拉油的密度為________kg/m3.
(3)小雯選用平底試管、刻度尺、一些小碎石、水、待測色拉油進行了如圖3所示的操作:
根據(jù)小雯所測的物理量,色拉油的密度為ρ油=________;
(4)觀看了小雯的操作后,小亮靈機一動,他用了與小雯相同的器材完成了實驗,他一邊操作一邊給伙伴們講解(如圖4):
小亮所得的結(jié)論是ρ油=________;
(5)請你比較小雯和小亮的方法,找出小亮的方法中的一個優(yōu)點和一個不足:
優(yōu)點:________;
不足:________.
(6)如果要用一種與他們都不同的方法來測量色拉油的密度,你將選用器材:________.
解:(1)據(jù)該題的中圖能看出,此時物體放在了右盤,砝碼放在了左盤,故此時物體和砝碼放反了;
(2)鐵塊在水中受到的浮力為
F浮水=G-F1=4.8N-3.8N=1.0N
據(jù)公式:F浮=ρgV可知
鐵塊的體積為
V===1.0×10-4m3
鐵塊在油中受到的浮力為
F浮油=G-F2=4.8N-3.9N=0.9N
據(jù)公式F浮=ρgV可知
油的密度為ρ油===0.9×103kg/m3
(3)設試管的底面積為S
試管在水中受到的浮力為
F浮水=ρ水gS(L-h1)
試管在油中受到的浮力為
F浮油=ρ油gS(L-h2)
ρ水gS(L-h1)=ρ油gS(L-h2)
解得ρ油=;
(4)設試管的底面積為S
試管在水中受到的浮力為
F浮水=ρ水gS(L-h1)
所加的油的重力是:G=mg=ρ油gSh油;
試管裝入油后受到的浮力為
F水=ρ水gS(L-h2)
ρ水gS(L-h1)+ρ油Sgh油=ρ水gS(L-h2)
ρ油=;
(5)比較小雯和小亮的方法,可知小亮的方法中的一個優(yōu)點是測得數(shù)據(jù)更為準確;
其不足是:需要測量的量太多,操作有點復雜.
(6)據(jù)我們所學的測量液體密度的一般方法即可,故所需要的器材有:天平、砝碼、小燒杯、量筒.
故答案為:(1)物體和砝碼放反了;(2)900;(3);
(4);
(5)優(yōu)點:測得數(shù)據(jù)更為準確;缺點:需要測量的量太多,操作有點復雜.
(6)天平、砝碼、小燒杯、量筒.
(1)天平在使用時,物體應放在左盤,砝碼應該放在右盤.
(2)小鐵塊排開水和油的體積相同.由1、2兩圖可以得出鐵塊在水中所受浮力,根據(jù)阿基米德原理得到鐵塊的體積;由1、3兩圖得出鐵塊在油中所受浮力,利用前面求出的體積,就可以得到油的密度.
(3)試管在水中和在油中都是漂浮,浮力相同;根據(jù)浮力相同列出比例關系式,就可以求出油的密度.
(4)試管兩次在水中都是漂浮,第一次的浮力等于其自身的重力,第二次的浮力等于自身的重力加上管內(nèi)油的重力,根據(jù)上述關系列出比例關系式,就可以求出油的密度.
(5)據(jù)實際情況評估即可;
(6)用天平和量筒進行密度的測量方法即可.
點評:設計實驗首先注意科學性,規(guī)范嚴謹,在此前提下力求簡便.