某同学在河边玩耍时捡到一块石头,估测石头质量大约800g。回家后,他用*簧测力计(量程为0~5N)、玻璃水槽、...
问题详情:
某同学在河边玩耍时捡到一块石头,估测石头质量大约800g。回家后,他用*簧测力计(量程为0~5N)、玻璃水槽、细绳若干、质量分布均匀的细木杆和足量的水测量石头的密度(已知水的密度为ρ0)。请你帮他设计一种测量石头密度的实验方案。要求:
(1)写出主要的实验步骤;
(2)写出石头密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
【回答】
(1)见解析;(2)
【详解】
(1)①将木杆的中点O悬挂在线的下端,使杆在水平位置平衡如图1所示。
②将左端A与*簧测力计相连,用细线把石头挂于OA的中点C,*簧测力计竖直向上提起A端,使杆保持水平,记下测力计示数F1,如图2所示。
③将石头浸没于装有水的玻璃水槽中且不与水槽接触,保持杆水平,记下*簧测力计此时示数为F2,如图3所示。
(2)设杠杆
AC=CO=l
由图2可知,根据杠杆的平衡条件得到
F12l=Gl
G=2F1①
由图3可知,物体全部浸入水中,物体的体积等于排开水的体积,根据杠杆的平衡条件得到
F22l=(G-F浮)l
F22l=(G-ρ0gV)l②
由①和②得到物体的体积
V=
石头的密度
知识点:阿基米德原理
题型:实验,探究题
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