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實(shí)驗(yàn)室測(cè)密度通常采用天平和量筒為測(cè)量工具,測(cè)量原理是ρ=
m
V
??茖W(xué)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)小組進(jìn)行思考與實(shí)驗(yàn),制作出多種可直接測(cè)量液體密度的簡(jiǎn)易“液體密度儀”。(阿基米德原理F=GgV
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項(xiàng)目一:利用輕質(zhì)桿秤制作“液體密度儀”
步驟I:按圖甲用細(xì)木條制作好輕質(zhì)桿秤(自身質(zhì)量忽略不計(jì)),提起提紐,移動(dòng)秤砣(小螺母),當(dāng)桿秤水平平衡時(shí),用筆將此時(shí)秤砣的懸掛點(diǎn)B標(biāo)記為“0g/cm3”刻度。
步驟Ⅱ:按圖乙將大螺母浸沒(méi)在水中(浸沒(méi)且不碰底),提起提紐,移動(dòng)秤砣,當(dāng)桿秤水平平衡時(shí),用筆將此時(shí)秤砣的懸掛點(diǎn)C標(biāo)記為“1g/cm3”刻度。再將BC兩刻度之間間距分為10等份。
步驟Ⅲ:將燒杯中的水換成某種待測(cè)液體,按步驟Ⅱ方法操作,移動(dòng)秤砣,當(dāng)桿秤再次水平平衡時(shí),讀出對(duì)應(yīng)的密度刻度。
測(cè)量原理:ρ(問(wèn)題起點(diǎn))—F—FA—L力臂(問(wèn)題終點(diǎn));
原理推導(dǎo):根據(jù)甲圖中的杠桿平衡條件列出“式1”:m1g×OA=m2g×OB;
根據(jù)乙圖中的杠桿平衡條件列出“式2”:(m1g-F)×OA=m2g×OC;
兩式相減得到“式3”:F×OA=m2g×BC;
結(jié)合實(shí)驗(yàn)步驟和原理推導(dǎo),完成下列問(wèn)題:
(1)請(qǐng)結(jié)合“式3”和阿基米德原理,對(duì)步驟Ⅱ中直接將BC兩刻度之間分為10等份(即待測(cè)液體密度與BC大小成正比)的合理性進(jìn)行解釋:
由式3和阿基米德原理可得,ρgV大螺母×OA=m2g×BC,即ρ=
m
2
V
大螺母
×
OA
×BC,由于m2、V大螺母、OA都是定值,所以ρ與BC成正比
由式3和阿基米德原理可得,ρgV大螺母×OA=m2g×BC,即ρ=
m
2
V
大螺母
×
OA
×BC,由于m2、V大螺母、OA都是定值,所以ρ與BC成正比

(2)為提升上述密度計(jì)測(cè)量的精確度,在不改變提紐O的前提下,請(qǐng)你提出一項(xiàng)改進(jìn)措施:
增大OA的長(zhǎng)度
增大OA的長(zhǎng)度
。
項(xiàng)目二:制作力—電轉(zhuǎn)換的“液體密度儀”。
小組設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路。電路中電源電壓U為9伏,電流表選用0~0.6A量程,定值電阻R0的阻值為10歐,R是力敏電阻,其阻值與所受壓力FB的關(guān)系如圖丁所示。已知A點(diǎn)懸掛的大螺母質(zhì)量為0.7千克,體積為3.5×10-4m3,力臂OA:OB=10:1。
(3)在電流表上標(biāo)記“0g/cm3”的刻度:當(dāng)沒(méi)有液體,讓大螺母直接懸掛A點(diǎn)下方,閉合開(kāi)關(guān),求此時(shí)電流表的示數(shù)。
(4)若大螺母浸沒(méi)于某液體中時(shí),電流表示數(shù)為0.3安,則此液體的密度為
1.2×103kg/m3
1.2×103kg/m3
。
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【考點(diǎn)】科學(xué)探究
【答案】由式3和阿基米德原理可得,ρgV大螺母×OA=m2g×BC,即ρ=
m
2
V
大螺母
×
OA
×BC,由于m2、V大螺母、OA都是定值,所以ρ與BC成正比;增大OA的長(zhǎng)度;1.2×103kg/m3
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:100引用:1難度:0.5
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    實(shí)驗(yàn)一:將細(xì)沙倒入沙漏,同時(shí)將沙漏向一側(cè)拉開(kāi)一定角度后釋放,讓單擺擺動(dòng)起來(lái),一段時(shí)間后,形成的沙堆如圖甲(紙板上的虛線O1O2位于沙漏靜止時(shí)的正下方)所示:兩邊細(xì)沙多,中間細(xì)沙少。
    實(shí)驗(yàn)二:如圖乙,將沙漏向一側(cè)拉開(kāi)一定角度后釋放的同時(shí),以V1速度勻速拉動(dòng)下方紙板。
    1;一段時(shí)間后,形成紙板1上的沙堆曲線,如圖丙所示。
    實(shí)驗(yàn)三:另取紙板2,同實(shí)驗(yàn)二的操作,但以V2速度勻速拉動(dòng)下方紙板2,形成紙板2上的沙堆曲線。
    (1)由實(shí)驗(yàn)一可知,單擺從一端擺動(dòng)到另一端的過(guò)程中速度大小如何變化?
    。
    (2)在實(shí)驗(yàn)二后,小明又進(jìn)行了一些簡(jiǎn)單操作,得出單擺來(lái)回?cái)[動(dòng)一次所需時(shí)間和擺錘質(zhì)量無(wú)關(guān)。請(qǐng)簡(jiǎn)述小明進(jìn)行的操作以及獲得的能支持上述結(jié)論的證據(jù)。
    。
    (3)取紙板2中沙堆曲線CD部分與紙板1中AB部分進(jìn)行比較,如圖丁所示。經(jīng)測(cè)量CD=AB,若紙板1的移動(dòng)速度V1=3米/秒,則紙板2的移動(dòng)速度V2=
    米/秒。菁優(yōu)網(wǎng)

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