給你一杯水,一塊橡皮膜,細線,一支兩端開口的玻璃管,一把刻度尺.請你利用這些器材,測某待測液體密度.要求:
(1)寫出實驗步驟;
(2)根據實驗數據,寫出待測液體密度的表達式.
解:先將玻璃管一端封好,讓其漂浮在水面上,作出水面所處刻度的位置1,再將液體倒入玻璃管中,讓其漂浮,記下水面刻度的位置2和液體在玻璃管中的深度H,兩次水面位置1、2的高度差為h;
設玻璃管的橫截面積為S,則倒入玻璃管中的液體的重力G液=ρ液SHg,增加的浮力F浮=ρ水Shg,
根據阿基米德原理:G液=F浮
所以ρ液SHg=ρ水Shg
解得ρ液=ρ水.
故答案為:(1)①將兩端開口的玻璃管用一塊橡皮膜與細線綁好一端,放入水中,記下此時水面在玻璃管的位置;
②將適量待測液體倒入玻璃管中,再記下水面此時在玻璃管的位置,并記待測液體在玻璃管中的高度記為H;
③用兩次水面刻度相減得h;
(2)所測液體的密度為ρ液=ρ水.
利用浮力知識,先讓玻璃管漂浮在水面上,再倒入液體讓其漂浮在水面上,則增大的浮力等于液體的重力,列出關系式即可求出液體的密度.
點評:本題難度很大,沒有天平和量筒等常用工具,要想到利用浮力知識,還要利用水這種熟悉的材料,設計出借助玻璃管讓液體飄浮在水面上,浮力等于重力才能解出答案.