在一次課外活動中,老師讓物理課外小組的同學們共同合作測一塊小礦石的密度.老師提供的器材有:一根均勻細棒、兩個吊盤(質(zhì)量不一定相等)、鐵架臺和一個量杯、細繩、一些細砂及適量的水,請你根據(jù)上述器材幫助他們設(shè)計一個測出小礦石密度的實驗方案.要求:
(1)簡述實驗步驟及要測量的物理量;
(2)寫出用測出的物理量計算礦石密度的表達式.

答:(1)實驗步驟:
①用細線將細棒懸掛在鐵架臺上,將吊盤分別掛在細棒的兩端,并將量杯放在一吊盤內(nèi),移動細線在細棒上的位置使細棒在水平位置上平衡
②將小礦石放在有量筒杯吊盤中,在另一盤中放細沙,使杠桿再次在水平位置平衡.
③將小礦石從吊盤中取下,向量杯中注水,直至使杠桿又一次平衡.測出水的體積V1,而小礦石的質(zhì)量等于水的質(zhì)量,即:m=mV1,
④將量杯從吊盤中取下,再向量杯中注入一些水,測出這時水的體積V2.將礦石浸沒在量杯的水中,記下水面所對的刻度V3
⑤需要測量的物理量,礦石質(zhì)量:m=mV1,礦石體積:V=V3-V2,
(2)ρ==
分析:(1)可以利用兩次細桿平衡解決礦石的質(zhì)量問題,
第一次平衡:在已經(jīng)調(diào)節(jié)好的等臂細桿上,空量杯放在右盤,在左盤放適量的細砂,空量杯質(zhì)量=細砂質(zhì)量.
第二次平衡:在第一次天平平衡的基礎(chǔ)上,在左盤再放上小礦石,在右盤的空量杯中慢慢加水,直至天平再次平衡.
空量杯質(zhì)量+水質(zhì)量=細砂質(zhì)量+礦石質(zhì)量.水質(zhì)量=礦石質(zhì)量
(2)利用一般的方法測量礦石的體積,在量杯中裝適量的水,記錄此時量杯中水的體積,將小礦石放入量杯中,記錄此時量杯中水的體積.求出礦石體積.
(3)求得質(zhì)量和體積,根據(jù)密度公式計算礦石的密度.
點評:本題在無天平的情況下,采用兩次細桿平衡,兩次質(zhì)量相等,求得礦石的質(zhì)量,自制器材測質(zhì)量,有新意.
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:初中物理 來源: 題型:閱讀理解

在物理課外小組活動時,老師拿來了外觀上沒有什么差別的兩杯液體,并且告訴小明和小麗,兩杯液體分別是清水和鹽水,不能用嘴嘗,讓小明和小麗把它們區(qū)分開.
小麗在實驗室借來了兩個完全相同的燒杯,一個量筒和一臺沒有砝碼的天平.小明則借來了一個彈簧測力計,一個鉤碼,一個燒杯.
(1)請你根據(jù)小明和小麗所準備的器材,設(shè)想出他們要采用的方法:
小麗的方法:(簡述操作過程)
用量筒量出相同體積的水和鹽水,分別倒入兩個相同的燒杯中,再將兩個燒杯放在天平左右兩盤,質(zhì)量大的為鹽水
用量筒量出相同體積的水和鹽水,分別倒入兩個相同的燒杯中,再將兩個燒杯放在天平左右兩盤,質(zhì)量大的為鹽水

小明的方法:(簡述操作過程)
將鉤碼分別浸沒在水和鹽水中,用測力計分別測出拉力,拉力大的為水
將鉤碼分別浸沒在水和鹽水中,用測力計分別測出拉力,拉力大的為水

通過實驗認識了浮力后,小軍和小民班的同學在老師的引導下,繼續(xù)對“浮力的大小與哪些因素有關(guān)”進行了實驗探究.
首先,他們對“浮力的大小與哪些因素有關(guān)”進行了猜想,在老師的幫助下將同學們的猜想歸納如下:
猜想1:浮力的大小可能與物體的質(zhì)量有關(guān);
猜想2:浮力的大小可能與液體的密度有關(guān);
猜想3:浮力的大小可能與物體浸入液體的深度有關(guān);
猜想4:浮力的大小可能與物體浸入液體的體積有關(guān).
(2)小軍所在組的同學為了驗證猜想1和猜想2,選用了體積相同、質(zhì)量不同的三個圓柱形物體A、B、C并測出了它們的重分別為4N、4.5N和5N,然后進行了如圖所示的實驗.
①比較圖中序號為a、b、c的三次實驗,得出的結(jié)論是:浮力的大小與
物體的質(zhì)量無關(guān)
物體的質(zhì)量無關(guān)

②比較圖中序號為
a
a
、
d
d
、
e
e
的三次實驗可以得出結(jié)論:浮力的大小與液體的密度有關(guān);液體的密度越大,同一物體受到的浮力也越大.
(3)猜想3是小民所在組的同學提出的,請你舉出一個生活中的實例來支持他們的猜想.
在水下提升打撈的物體時,在物體未到達水面之前時,施加的拉力保持不變
在水下提升打撈的物體時,在物體未到達水面之前時,施加的拉力保持不變

(4)小民所在組的同學為了驗證猜想3,選用了與小軍所在組相同的圓柱形物體A,進行了f圖所示的實驗,得到的實驗數(shù)據(jù)如下表:
物體A:底面積20cm2、高5cm的圓柱體,液體:酒精
實驗序號 1 2 3 4 5
物體浸入液體的深度h/cm 1 3 5 7 9
受到的浮力F/N 0.2 0.5 0.8 0.8 0.8
分析上表中的實驗數(shù)據(jù),得到的實驗結(jié)論是:
浮力的大小與物體浸入液體的深度無關(guān),與物體排開液體的體積有關(guān)
浮力的大小與物體浸入液體的深度無關(guān),與物體排開液體的體積有關(guān)

之后,他們在與其他組同學交流的基礎(chǔ)上,在老師的引導下繼續(xù)進行著探究…

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科目:初中物理 來源: 題型:

在一次課外活動中,老師讓物理課外小組的同學們共同合作測一塊小礦石的密度.老師提供的器材有:一根質(zhì)地均勻的細棒、兩個質(zhì)量相等的吊盤、鐵架臺、一個燒杯、量筒、細繩、一些細沙及足量的水.請你利用上述器材幫助他們設(shè)計一個測出小礦石密度的實驗方案.要求:
(1)寫出主要實驗步驟及要測量的物理量;
(2)推導出礦石密度的數(shù)學表達式(用已知量和測得量表示)

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科目:初中物理 來源: 題型:

在一次課外活動中,老師讓物理課外小組的同學們共同合作測一塊小礦石的密度.老師提供的器材有:一根均勻細棒、兩個吊盤(質(zhì)量不一定相等)、鐵架臺和一個量杯、細繩、一些細砂及適量的水,請你根據(jù)上述器材幫助他們設(shè)計一個測出小礦石密度的實驗方案.要求:
(1)簡述實驗步驟及要測量的物理量;
(2)寫出用測出的物理量計算礦石密度的表達式.

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科目:初中物理 來源:2004年河北省初中物理知識競賽試卷(解析版) 題型:解答題

在一次課外活動中,老師讓物理課外小組的同學們共同合作測一塊小礦石的密度.老師提供的器材有:一根均勻細棒、兩個吊盤(質(zhì)量不一定相等)、鐵架臺和一個量杯、細繩、一些細砂及適量的水,請你根據(jù)上述器材幫助他們設(shè)計一個測出小礦石密度的實驗方案.要求:
(1)簡述實驗步驟及要測量的物理量;
(2)寫出用測出的物理量計算礦石密度的表達式.

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