小明和小红使用不同器材分别对盐水的密度进行了测量.(1)请将他们的实验过程补充完整.小明利用烧杯、形状不规则的...
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小明和小红使用不同器材分别对盐水的密度进行了测量.
(1)请将他们的实验过程补充完整.
小明利用烧杯、形状不规则的塑料块(密度比水小)、刻度尺和水(ρ水已知)测量盐水密度的过程如下:
①两个相同的烧杯中倒入适量的水、盐水,用刻度尺分别测出水深为h1、盐水深h2;
②______.
③计算盐水密度的表达式为:ρ=______.
(2)小红手边的测量工具只有刻度尺.利用身边的器材设计出一个实验方案.首先找一根直硬棒,用细线系在O点吊起,硬棒在水平位置平衡,然后将已知密度为ρ的金属块B挂在硬棒左端C处,另外一个重物A挂在硬棒右端,调节重物A的位置,使硬棒在水平位置平衡,此时重物挂在硬棒上的位置为E,如图所示.下面是小红测出ρ盐水的部分实验步骤,请你按照小红的实验思路,将实验步骤补充完整.
①用刻度尺测出OE的长度L;
②把金属块B浸没在盐水中,把重物A从E处移动到D处时,硬棒再次在水平位置平衡;
③______.
④用上述测量出的物理量和题中的已知量计算ρ盐水的表达式为:ρ盐水=______.
【回答】
【考点】液体的密度测量实验.
【分析】(1)塑料块密度比水小,在水和盐水中均处于漂浮状态,所受浮力相等,即排开水和盐水的质量相等,结合阿基米德原理和密度公式可表示出盐水的密度;
(2)掌握杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂.据杠杆两次平衡列出等式,可知需要测量OD的长度;
根据杠杆两次平衡列出等式是解决此题的关键.杠杆第二次平衡时要用到浮力知识:把金属块B浸没在待测盐水中,C点所受的拉力等于金属块的重力减去金属块所受到的浮力.将所列等式进行变形,即可得出盐水的密度的表达式.
【解答】解:(1)要得到盐水的密度,需表示出塑料块在水、盐水中漂浮时,排开水、盐水的体积,故可将塑料块先后放入水和盐水中,用刻度尺分别测出水深为h3,盐水深为h4;
塑料块在水中漂浮:G=F1=ρ水gV1=ρ水g(h3﹣h1)S,
塑料块在盐水中漂浮G=F2=ρ盐水gV2=ρ盐水g(h4﹣h2)S,
盐水的密度:ρ盐水====;
(2)③根据杠杆平衡条件可知:把金属块B浸没在待测油中,把重物A从E处移动到D处时,硬棒再次在水平位置平衡时:
(mB﹣m排)•OC=mA•OD.
所以应该用刻度尺测出OD的长度L1.
④根据杠杆平衡条件得:将已知密度为ρ的金属块B挂在硬棒左端C处,另外找一个重物A挂在硬棒右端,调节重物A的位置,使硬棒在水平位置平衡,此时重物挂在硬棒上的位置为E时:mB•OC=mA•OE.
由ρ=得:m=ρv,又用刻度尺测出OE的长度L0.
根据杠杆平衡条件得:ρ•vB•OC=mA•L0.
故:vB•OC=.
把金属块B浸没在待测油中,把重物A从E处移动到D处时,硬棒再次在水平位置平衡;且用刻度尺测出OD的长度L1.
根据杠杆平衡条件得:(mB﹣m排)•OC=mA•L1.
即:(ρ•vB﹣ρ盐水•vB)•OC=mA•L1.
ρ•vB•OC﹣ρ盐水•vB•OC=mA•L1.
mA•L0﹣ρ盐水•vB•OC=mA•L1.
盐水的密度:ρ盐水==mA(L0﹣L1)•=.
故*为:(1)②将塑料块先后放入水和盐水中,用刻度尺分别测出水深为h3,盐水深为h4;③;(2)③用刻度尺测出OD的长度L1;④ρ盐水=.
【点评】本题是非常规题,难度较大,联系到浮力知识才能解答,以后做题要多读几遍题目,认真思考,培养综合解答问题的能力!
知识点:八年级下
题型:实验,探究题
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