(1996年全国初中物理竞赛复赛题)小华用一只有颈圆柱形的塑料饮料瓶和一桶水、一把尺就巧妙地测出了食用油的密度...
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(1996年全国初中物理竞赛复赛题)小华用一只有颈圆柱形的塑料饮料瓶和一桶水、一把尺就巧妙地测出了食用油的密度。写出他的*作步骤,用字母代表测量量,推导出计算密度的公式。
【回答】
解析: (1)剪去饮料瓶的上部,保留中间的圆柱部分。(2)瓶中放入几个石块和少量水,使水没过石块,将它放入桶中。使它浮在水面上,测量露出水面的瓶高h1。(3)在瓶内注入一些待测的食用油,测量瓶内水面上的油层厚度H。(4)再次将瓶放入桶中,测量露出水面的瓶高h2。
推导计算ρ油的公式:
瓶的直径记为D,第一次放入桶中以后,排开水的体积记为V1,注入食用油后排开水的体积记为V2,于是水的密度记为ρ水,根据阿基米德原理,待测食用油所受的重力为:mg=ρ水(V2-V1)g,
设塑料饮料瓶的截面积为S,则V2-V1=S(h1- h2)
待测食用油质量m=HSρ油
联立解得食用油的密度 ρ油=ρ水(h1- h2)/H。
点评:此题测量方法的巧妙之处在于仅仅用刻度尺测量。测量原理是阿基米德原理和密度的定义。注意,塑料饮料瓶浮在水面上容易测量露出水面的瓶高,不易测量沉入水中瓶高。
知识点:物理竞赛
题型:实验,探究题
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