如圖1所示,小明利用天平、水、量筒和燒杯來測量不規(guī)則礦石(不吸水)的密度:

(1)把托盤天平放在水平臺上,將標(biāo)尺上的游碼移到零刻度處,發(fā)現(xiàn)天平指針如圖1甲所示,則應(yīng)將天平的平衡螺母向 左左(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié);用調(diào)節(jié)好的托盤天平測量這塊兒小礦石的質(zhì)量,往右盤中加減砝碼,并移動游碼,天平平衡后,砝碼、標(biāo)尺上的游碼如圖1乙所示;如圖1丙、丁所示,把小礦石放入裝有適量水的量筒中,則小礦石的密度為 5.045.04g/cm3。
(2)小明想,利用浮力相關(guān)知識也能測出石塊的密度,那如何測量這樣的小石塊密度呢?小明利用小空桶、大量筒、水進行了如下列操作:
第一步:如圖2甲所示,在大量筒中倒入適量的水,把小空桶放入大量筒中,使其漂浮在水面上,此時大量筒中液面對應(yīng)的刻度為V1;
第二步:如圖2乙所示,把小礦石放入小空桶中,使小空桶和礦石漂浮在水面上,此時大量筒中液面對應(yīng)的刻度為V2;
第三步:把小礦石放入圖2甲所示大量筒中,此時大量筒中液面對應(yīng)的刻度為V3把小礦石放入圖2甲所示大量筒中,此時大量筒中液面對應(yīng)的刻度為V3(步驟補充完整);
第四步:利用上述數(shù)據(jù)及密度公式計算出礦石的密度。
請根據(jù)步驟及題意完成下列問題:
①把實驗操作“第三步”補充完整:
②推導(dǎo)出礦石密度的表達式:ρ礦石=V2-V1V3-V1?ρ水V2-V1V3-V1?ρ水(表達式用操作步驟中已知量的字母表示,已知水的密度用ρ水表示)。
推導(dǎo)過程:如圖2甲,小空桶漂浮在水面上:G杯=F浮=ρ水gV排,
如圖2乙,小礦石放在小桶中,小桶和礦石漂浮在水面上:G礦石+G桶=F'浮=ρ水gV'排,
兩式相減得,小礦石的重力為:G礦石=ρ水g(V'排-V排)=ρ水g(V2-V1),
小礦石的質(zhì)量:m礦石= G礦石g=ρ水g(V2- V1)g=ρ水(V2-V1),
把小礦石放入圖2甲所示大量筒中,此時大量筒中液面對應(yīng)的刻度為V3,則小礦石的體積為:V礦石=V3-V1,
小礦石的密度:ρ礦石=m礦石V礦石=V2-V1V3-V1?ρ水如圖2甲,小空桶漂浮在水面上:G杯=F浮=ρ水gV排,
如圖2乙,小礦石放在小桶中,小桶和礦石漂浮在水面上:G礦石+G桶=F'浮=ρ水gV'排,
兩式相減得,小礦石的重力為:G礦石=ρ水g(V'排-V排)=ρ水g(V2-V1),
小礦石的質(zhì)量:m礦石= G礦石g=ρ水g(V2- V1)g=ρ水(V2-V1),
把小礦石放入圖2甲所示大量筒中,此時大量筒中液面對應(yīng)的刻度為V3,則小礦石的體積為:V礦石=V3-V1,
小礦石的密度:ρ礦石=m礦石V礦石=V2-V1V3-V1?ρ水。
V
2
-
V
1
V
3
-
V
1
V
2
-
V
1
V
3
-
V
1
如圖2乙,小礦石放在小桶中,小桶和礦石漂浮在水面上:G礦石+G桶=F'浮=ρ水gV'排,
兩式相減得,小礦石的重力為:G礦石=ρ水g(V'排-V排)=ρ水g(V2-V1),
小礦石的質(zhì)量:m礦石=
G
礦石
g
ρ
水
g
(
V
2
-
V
1
)
g
把小礦石放入圖2甲所示大量筒中,此時大量筒中液面對應(yīng)的刻度為V3,則小礦石的體積為:V礦石=V3-V1,
小礦石的密度:ρ礦石=
m
礦石
V
礦石
V
2
-
V
1
V
3
-
V
1
如圖2乙,小礦石放在小桶中,小桶和礦石漂浮在水面上:G礦石+G桶=F'浮=ρ水gV'排,
兩式相減得,小礦石的重力為:G礦石=ρ水g(V'排-V排)=ρ水g(V2-V1),
小礦石的質(zhì)量:m礦石=
G
礦石
g
ρ
水
g
(
V
2
-
V
1
)
g
把小礦石放入圖2甲所示大量筒中,此時大量筒中液面對應(yīng)的刻度為V3,則小礦石的體積為:V礦石=V3-V1,
小礦石的密度:ρ礦石=
m
礦石
V
礦石
V
2
-
V
1
V
3
-
V
1
【考點】有量筒、無天平測密度;測量固體的密度.
【答案】左;5.04;把小礦石放入圖2甲所示大量筒中,此時大量筒中液面對應(yīng)的刻度為V3;?ρ水;如圖2甲,小空桶漂浮在水面上:G杯=F浮=ρ水gV排,
如圖2乙,小礦石放在小桶中,小桶和礦石漂浮在水面上:G礦石+G桶=F'浮=ρ水gV'排,
兩式相減得,小礦石的重力為:G礦石=ρ水g(V'排-V排)=ρ水g(V2-V1),
小礦石的質(zhì)量:m礦石= = =ρ水(V2-V1),
把小礦石放入圖2甲所示大量筒中,此時大量筒中液面對應(yīng)的刻度為V3,則小礦石的體積為:V礦石=V3-V1,
小礦石的密度:ρ礦石==?ρ水
V
2
-
V
1
V
3
-
V
1
如圖2乙,小礦石放在小桶中,小桶和礦石漂浮在水面上:G礦石+G桶=F'浮=ρ水gV'排,
兩式相減得,小礦石的重力為:G礦石=ρ水g(V'排-V排)=ρ水g(V2-V1),
小礦石的質(zhì)量:m礦石=
G
礦石
g
ρ
水
g
(
V
2
-
V
1
)
g
把小礦石放入圖2甲所示大量筒中,此時大量筒中液面對應(yīng)的刻度為V3,則小礦石的體積為:V礦石=V3-V1,
小礦石的密度:ρ礦石=
m
礦石
V
礦石
V
2
-
V
1
V
3
-
V
1
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:58引用:1難度:0.6
相似題
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1.小恒周末在家測量橡皮泥的密度,聰明的小恒設(shè)計了下面的測量方案。
(1)選擇托盤天平、量筒、水和細(xì)線進行實驗,把托盤天平放在水平桌面上,游碼歸零后調(diào)節(jié)天平兩端的平衡螺母,當(dāng)指針指向中央刻度線左側(cè)時,應(yīng)當(dāng)向 (選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)平衡螺母使橫梁水平平衡;
(2)在量筒中放入一定量的水(如圖A所示),再將系有細(xì)線的橡皮泥放入量筒中(如圖B所示,細(xì)線的體積忽略不計),則由圖 A、B可知橡皮泥體積為 cm3;
(3)用調(diào)節(jié)好的天平測量橡皮泥的質(zhì)量,在使用托盤天平的過程中,下列說法正確的是 ;
A.可以用手直接取放砝碼
B.被稱量物應(yīng)放在天平的右盤
C.加砝碼的順序應(yīng)是先加質(zhì)量大的再加質(zhì)量小的
(4)測量結(jié)果如圖C所示,可知橡皮泥質(zhì)量為 g,通過計算可知ρ橡=kg/m3;
(5)此方案測得橡皮泥的密度 (選填“偏大”“偏小”或“準(zhǔn)確”);
(6)小安也想測量橡皮泥的密度,但手頭只有一個量筒、適量的水和橡皮泥,請你幫他補全實驗步驟:
①將適量的水倒入量筒中,讀出水面所對量筒的示數(shù)V1;
②;
③;
④則橡皮泥的密度表達式ρ=(用測量量和已知量表示,已知水的密度為ρ水)。發(fā)布:2024/8/4 8:0:9組卷:197引用:1難度:0.4
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