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小明自制土密度计并测定盐水的密度。实验器材:刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水...

小明自制土密度计并测定盐水的密度。实验器材:刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水。

(1)实验步骤:

在竹筷的一端缠上适量细铅丝、制成土密度计(细铅丝图中未画出)

用刻度尺测出竹筷的长度L

把土密度计放入盛水的烧杯中,静止后用刻度尺测出水面上竹筷的长度h1

_________

(2)请在图中画出竹筷A静止时的受力示意图。________

(3)竹筷一端缠上铅丝,是为了___________

(4)密度计是利用漂浮原理工作的,被测液体的密度越大,密度计排开液体的体积_____(选填“越小”或“越大”)。所以密度计的刻度越往下液体密度越________(选填“小”或“大”)。

(5)被测盐水的密度表达式:ρ盐水________(不计铅丝体积,水的密度用ρ表示)

 

把土密度计放入盛盐水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h2 使竹筷能够竖直漂浮在液体中 越小 大 ρ水 【解析】 (1)实验步骤:④把土密度计放入盛盐水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h2;(2)竹筷A静止时,处于平衡状态,重力和浮力是一对平衡力,大小相等,方向相反,作用在一条直线上,都作用在重心上,如答图所示;(3)铅丝的密度比较大,在液体中能够浸没,并且密度计重心越低越稳定,使密度计能够竖直漂浮在液体中;(4)根据漂浮条件,密度计在液体中处于漂浮状态,浮力与重力相等,因此密度计在水中与在盐水中所受的浮力相等,即:F浮=ρ液gV排,当液体密度越大时,V排会越小,所以密度计的刻度越往下越大;(5)在水中时:F浮=ρ水gV排1=ρ水gS(L-h1),在盐水中时:F浮=ρ盐水gV排2=ρ盐水gS(L-h2),因为浮力等于重力,因此两次浮力相等,即ρ水gS(L-h1)=ρ盐水gS(L-h2),化简后可得:ρ盐水= ρ水.  
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考点分析:
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小明想测量一个正方体物块的密度,进行了如下实验。

压力/N

1

2

3

4

长度/cm

9

8

7

6

压缩量/cm

1

2

3

4

 

(1)现有一根弹簧长度为10 cm,重为0.1 N,利用弹簧进行了如下的实验。将弹簧水平放置,当受到水平方向上不同压力时,长度变化如表所示:通过上面表格中的数据,可以得出结论:_____________

(2)如图所示,将该弹簧竖直固定在底面积为150 cm2圆柱形容器底部,这时弹簧的长度应为________;再将正方体物块下表面与该弹簧相连,且不与容器壁接触,弹簧的长度缩短为1.9 cm,则木块的重力为________N

(3)现向容器内部倒入水,当物块有的体积露出水面时,弹簧的长度又恢复到(2)的初始长度,此时物块受到的浮力为________N,物块的密度为________g/cm3

(拓展)现继续向容器内倒入0.2 kg的水后(水不溢出),容器底部所受水的压强为__Pa

 

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海涛学习了密度的相关知识后,想利用身边的工具来测量一个苹果的密度,设计了如图1所示的装置。

(1)在一根轻质均匀木棍的左方A点系一个矿泉水瓶,矿泉水瓶内装有550 mL的水(木棍及矿泉水瓶的质量均忽略不计);在轻质木棍的右端B点系一个苹果,轻质木棍恰好处于水平位置,用刻度尺测出OA10 cmOB25 cm,利用________原理,即可求出苹果的质量为________kg(g10 N/kg)

(2)用细铁丝使苹果浸没在装满水的小桶中,用质量可忽略不计的薄塑料杯收集溢出的水,测得溢出水的质量为234 g,则苹果的体积为________cm3,苹果的密度为___g/cm3(保留两位小数)

(3)若矿泉水瓶的质量不可忽略,则测得苹果的密度比实际的密度偏_______

(拓展)海涛将这个苹果带到实验室,切开后利用铝块、细线、量筒和适量的水来测量其密度。如图2所示的四幅图是海涛正确测量过程的示意图。图中V0V1V2V3分别是量筒中水面所对应的示数,已知水的密度为ρ,苹果的密度ρ_____(用题中物理量的符号表示)

 

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如图所示,小华用弹簧测力计、量筒、小石块和细线, 测量某种液体的密度。

a.将小石块用细线悬吊在弹簧测力计下,记下测力计示数F1;

b.读出量筒中待测液体的体积V1;

c.将小石块浸没在待测液体中(细线体积忽略不计,小石块不接触量筒底和壁),记下弹簧测力计示数F2和量筒中液面对应的刻度V2

请将实验的数据及测量结果填入表中

小石块重力

小石块受到的浮力

小石块排开液体的体积

排开液体的重力

液体密度

F1

_______

_____

_________

_____

 

(拓展)(1)小华还算出了小石块的密度,其表达式为ρ__________

(2)若用该方法测量一种密度更小的液体时,c过程中F2的示数将变________(选填“大”或“小”)。

 

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小华利用烧杯、天平、细绳、水,测量一块形状不规则小石块的密度。请将他的实验步骤补充完整并完成相关问题:

(1)把托盘天平放在水平台上,将标尺上的游码移到标尺左端零刻度线处,发现指针偏向分度盘左侧,则应将平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节,使天平平衡;

(2)实验操作如下:用天平测量小石块的质量,天平再次平衡时,砝码和标尺上的游码如图甲所示,则小石块的质量m________g

②先往烧杯中加入适量的水,把小石块缓慢浸没在水中,在水面到达的位置做标记,然后测得烧杯、小石块和水的总质量m1174 g

③取出小石块,测得烧杯和水的总质量为m2121.2 g

④往烧杯中加水,直到________________,再测出此时烧杯和水的总质量为m3142 g

(3)小华根据mm1m3,算得小石块的密度为______________kg/m3;同组的小明根据mm2m3也计算出了小石块的密度,________(选填“小华”或“小明”)计算出的结果更准确;

(拓展)老师说只用一个弹簧测力计,一杯水,一根细绳也可以测出小石块的密度,于是小明先用弹簧测力计测出石块的重G,又用测力计吊着石块浸没到水中,并记下此时测力计示数F,最后就写出了表达式ρ__________(GF ρ来表示)

 

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小明用弹簧测力计、烧杯、塑料袋和水等物品测量酱油的密度。

(1)测量前,他应检查弹簧测力计指针是否指在________刻度线上。

(2)把适量的酱油装入塑料袋,排出空气后将口扎紧,用弹簧测力计测出重力为3.6 N;然后用弹簧测力计提着塑料袋浸没在水中,如图所示,弹簧测力计示数为______N

(3)水的密度为1×103 kg/m3,则可算出酱油的密度为__________ kg/m3

(4)小明想用上述器材继续测量白酒的密度,但白酒的密度比水小。请你帮他想出一个可行的办法并简要说明:____________

(拓展)小明又找来空饮料瓶和细线,利用上述物品来测量。请你帮他一起完成操作:用弹簧测力计测出空饮料瓶的重力G1

在空饮料瓶中装满水把盖子拧紧,用弹簧测力计测出瓶和水的总重力G2,计算水的体积为V________(用测出物理量的字母表示,水的密度ρ已知)

在空饮料瓶中装满酱油,用弹簧测力计测出瓶和酱油的总重力G3

计算酱油的密度ρ___________

 

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