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小明利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。 (1)实验前,杠杆如图甲所示,...

小明利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。

(1)实验前,杠杆如图甲所示,可将杠杆右端的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节,才能使杠杆在水平位置平衡。

(2)杠杆平衡后,如图乙所示,他在杠杆B点挂3个相同的钩码,可在杠杆的D点挂____个相同的钩码,才能使杠杆重新在水平位置平衡。

(3)如图乙所示,若用弹簧测力计在C处竖直向上拉,当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将________(选填“变大”“变小”或“不变”),这是因为___________

(4)保持B点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力臂L1和动力F1的数据,绘制了L1F1的关系图像,如图丙所示。请根据图像推算,当L10.6 m时,F1________N

(拓展)完成实验后小明还想根据杠杆平衡原理测定实心金属球的密度(如图丁所示),杠杆的重力忽略不计。

首先将金属球挂在杠杆A端,将钩码悬挂在B点,杠杆在水平位置平衡;再将金属球完全浸没在水中,此时将钩码移动到C点,杠杆仍然在水平位置平衡;用刻度尺测量BO的长度L1;用刻度尺测出OA的长度为L2OC的长度为L3;则金属球密度的表达式为_______

 

右 4 变大 阻力与阻力臂不变,动力臂减小 0.5 ρ金=ρ水 【解析】 (1)杠杆不在水平位置平衡,左端向下倾斜,右端上翘,故应向右调节平衡螺母,才能使杠杆在水平位置平衡;(2)设一钩码重为G,一格为L,根据杠杆平衡条件可知:3G×4L=FD×3L,所以FD=4G,需在D点挂4个钩码;(3)由图可知,若弹簧测力计向右倾斜时,拉力不再与杠杆垂直,这样力臂会相应变短,根据杠杆的平衡条件,阻力与阻力臂不变,动力臂减小,拉力会相应变大,才能使杠杆仍保持水平平衡;(4)由于此题中的阻力和阻力臂不变,据F1L1=F2L2可知,利用图像中任意一组数据得出,F2L2=F1L1=0.3 N·m;若当L1为0.6 m时,F1===0.5 N 【拓展】杠杆第一次平衡时,m金gL2=m码gL1,杠杆第二次平衡时,(m金g-ρ水g)L2=m码gL3,解方程组得,ρ金= ρ水.  
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考点分析:
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在学完密度知识后,小强想利用天平和量筒测量粉笔的密度。

(1)小强将天平放在水平桌面上,把游码移至标尺左端________处,发现指针在分度盘中线的右侧,他应将平衡螺母向________ (选填 “左”或“右”)调节,直至天平橫梁平衡。

(2)他找来几根粉笔头,用天平测量它们的质量,天平平衡时盘中的砝码和游码对应的位置如图甲所示,这些粉笔头的质量是________g

(3)他将适量水倒入量筒中,读出水的体积,将这些粉笔头放入量筒中,发现它们先是漂浮并冒出气泡,然后慢慢下沉继续冒出气泡。老师告诉他这是由于粉笔疏松多孔并具有吸水性造成的,如果用这种方法测量粉笔头体积,会导致密度的测量结果________(选填“偏大”或“偏小”)。

(4)为了更加准确的测出粉笔头的体积,他把所有吸饱水的粉笔取出,放入装有25 mL水的量筒中,液面对应的示数如图乙所示,粉笔头的体积是________cm3 ,粉笔的密度为ρ粉笔________g/cm3

 

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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、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)

 

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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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