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小琳想测量一小石块的密度,老师向她提供了如下器材:一根硬棒、两个质量不等的吊盘、...

小琳想测量一小石块的密度,老师向她提供了如下器材:一根硬棒、两个质量不等的吊盘、一个足够大的短粗状量杯、足量的细沙及水(已知水的密度为ρ),另外还有滴管、药匙、细绳和铁架台。经过认真思考后,小琳想用替代法解决此问题,于是用细绳将硬棒悬挂在铁架台上,并把吊盘分别挂在细棒的两端;然后将量杯放入一侧吊盘中,移动细线的悬吊位置使硬棒在水平位置平衡(情形如图所示),请你顺着以上思路与操作,解答如下问题:

(1)写出接下来的主要实验步骤及所需测量的物理量;

(2)写出石块密度的数学表达式(用已知量和测量表示)

 

(1)详见解析;(2) 【解析】 根据测量密度的原理,要测石块的密度就要想办法测出其质量和体积;由实验器材和题中所述步骤,利用杠杆平衡条件间接测量石块质量;由于只有一个烧杯,可以使用变化量法,间接测量石块体积从而测量出石块密度。 (1)[1]实验步骤: ①将石块放在有量杯的吊盘中,另一盘中放入细砂,直至细棒在水平方向平衡; ②将石块取出,在量杯注入水,直至细棒在水平方向恢复平衡,记下此时水的体积V0; ③将量杯从吊盘中取下,再向量杯中注入一些水,测出这时水的体积V1;将矿石浸没在量杯的水中,记下水面所对的刻度V2。 (2)[2]根据杠杆平衡条件可得,放上石头和注入水,达到水平平衡时,水的重力等于石头的重力,故水的质量等于石头的质量,即 由步骤③可知,石块的体积 则根据可得,石块密度公式为:。  
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小明在家中想测量酱油的密度。他只找来了如下器材:弹簧测力计、有盖的空饮料瓶、水(密度为)和细线。请你帮助他完成测量,要求:

(1)请写出你设计的实验步骤;

(2)利用测出的物理量和已知量,推导出酱油密度的字母表达式。

 

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物理兴趣活动课上,老师让同学们测酒精的密度。除了酒精,老师还提供的器材有:一架调好的天平(砝码)、一个烧杯、一个正方体木块(内部嵌有铁钉,其平均密度小于酒精的密度;表面经处理后不吸酒精)、一把刻度尺。请你利用上述器材帮助同学们设计一个实验方案,测出酒精的密度。要求:

1)写出主要的实验步骤;

2)写出酒精密度的数学表达式。(用已知量和测量量表示)

 

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小明要测量某种密度较大的液体的密度,现有一架天平(无砝码)量程和精度均满 足要求的刻度尺,弹簧测力计、细线两只带盖的玻璃瓶、两只大小相近的小烧杯,足量 的水,请设计实验方案完成实验,并用已知量和测量量的字母表示液体密度。

 

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小明为了测量一种液体的密度,利用下列器材进行实验:托盘天平(带砝码)、量筒、烧杯、被测液体。请完成下列要求:

(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量

(2)写出被测液体的数学表达式(用测量量表示)

 

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小明想要测量一种矿石的密度,他找来如下器材:形状不规则的小矿石块、一把刻度尺、一条细线、一个能够直立漂浮在水面上的圆柱形厚底高筒(筒口足够大),一个足够深的水桶和足量的水(水的密度已知且用ρ表示).请你利用上述器材帮助小明设计一个测量矿石密度的实验方案.要求:

1)简述实验步骤;

2)写出矿石密度的表达式(用测量量和已知量表示).

 

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