问题描述:
学习浮力的应用时,老师让同学们“观察密度计(如图)的结构特点,并练习使用密度计测量液体的密度”.小明经过观察发现:(1)密度计的外型是一根两端封闭、上端有刻度部分粗细均匀的玻璃管.管的底部封存少许铅粒,这样做目的是___.
(2)学了液体密度计的使用后,老师又向同学们提出一个问题:给一杯水、一些盐、一颗绿豆,请同学们设计实验测出这颗绿豆的密度.请你写出实验的思路.
(3)密度计另一个特点:密度计的刻度由上疏下密.请你推导证明出这一特点,推导过程中需要的物理量请事先设定.
最佳答案:
(1)管的底部封存少许铅粒,这样做目的是让密度计竖直漂浮在液体中;
(2)将绿豆放入盐水中,通过调制盐水密度使它悬浮,用密度计测出盐水的密度,即为绿豆的密度;
(3)设密度计的底部不规则部分的体积为V0,上部的圆柱体部分的横截面积为S,整个密度计的重力为G,
若密度计分别浸入密度为ρ1、ρ2、ρ3(ρ3-ρ2=ρ2-ρ1>0)的三种液体中,圆柱体部分浸入的深度分别为h1、h2、h3,
密度计漂浮在液体中,F浮=G,
ρg(Sh+V0)=G
h=
G |
ρgS |
V0 |
S |
ρ3-ρ2=ρ2-ρ1>0
h1-h2=
G |
gS |
1 |
ρ1 |
1 |
ρ2 |
G |
gS |
ρ2-ρ1 |
ρ1ρ2 |
h2-h3=
G |
gS |
1 |
ρ2 |
1 |
ρ3 |
G |
gS |
ρ3-ρ2 |
ρ2ρ3 |
因为ρ3-ρ2=ρ2-ρ1>0,ρ3>ρ1
所以h1-h2>h2-h3
因此密度计的刻度上疏(h1-h2大)下密(h2-h3小).
答:(1)让密度计竖直漂浮在液体中;
(2)将绿豆放入盐水中,通过调制盐水密度使它悬浮,用密度计测出此时盐水的密度,即为绿豆的密度;
(3)密度计的刻度由上至下的特点是上疏下密,推导过程见上.