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所测液体密度值为最大

时间:2018-12-27 19:23 来源:未知 作者:admin

  初中物理丈量的根基东西——密度计 一.密度计布局和道理 密度计布局 大都密度计的机关如图 1 所示,它是用密封的玻璃管制成的。AB段的外径平均,是用 来标刻度线的部门,BC段做成内径较大的玻璃泡,CD段的玻璃管做得又细又长,最下端 的玻璃泡内装有密度很大的很多小弹丸(如铅丸)或水银等,全体是一根粗细不服均的密封 玻璃管。 2.密度计道理 在物理尝试中利用的密度计, 是一种丈量液体密度的仪器。 它是按照物体浮在液体中所 受的浮力等于重力的道理制造与工作的。 二.密度计的利用方式和留意事项 (1)起首估量所测液体密度值的可能范畴,按照所要求的精度选择密度计. (2)细心清洗密度计.测液体密度时.用手拿住干管最高刻线以上部位垂直取放. (3) 容器要清洗后再慢慢倒进待测液体, 并不竭搅拌, 使液体内无气泡后, 再放入密度计. 密 度计浸入液体部门不得附有气泡. (4)密度计利用前要洗涤洁净.密度计浸入液体后,若弯月面纷歧般,应从头洗涤密度计. (5)读数时以弯月面下部刻线为准.读数时密度计不得与容器壁、底以及搅拌器接触. 对 欠亨明液体,只能用弯月面上缘读数法读数。 三.几个问题 1.为什么密度计要做成如图甲所示的外形而不做成截面上下平均的外形(如图乙所示的形 状)呢? 甲 乙 AB段截面平均是为了便于标度, 下端DE段的玻璃泡内装有密度很大的弹丸是为了让 密度计的重心尽量下移;BC段的玻璃泡做得较大是为了让密度计浮在液面上时其“浮心” (浮力的感化点,即密度计浸在液体中液面以下部门的几何核心)尽量上移;而CD段的玻 璃管做得细而长是为了增大重心和“浮心”间的距离。如许,当密度计浮在液面上时,在重 力和浮力的感化下, 密度计能很快遏制摆布扭捏而竖直站立在液体中。 若制成如图乙所示的 外形,当丈量密度较大的液体时, “浮心”下移,与重心接近,密度计容易倾斜在液面上, 1 以至横着漂浮在液面上,如许密度计读数就不精确,或者底子无法读数。 密度计的刻度线间距是不服均的,也就是说相差不异数值(密度的标定值)的刻度线 间距并不相等。 无论是比重计仍是比轻计的刻度线都是上疏下密。 有人认为密度计刻度线之 所以不服均是因为它的截面上下不服均形成的,这种说法是错误的。为了研究问题便利,我 们以图乙所示的外形密度计为例,设管的截面积为S,装入弹丸后质量为m,将它放入密度 为ρ 的液体中(假设能竖直站立) ,浸入液面下的深度为h,可得h=m/(Sρ ) 。 表白 深度h与液体密度ρ 成反比。当液体的密度ρ 等值添加时,对应的深度h并不等值减小,说 明密度计的刻度是不服均的。 大于水的液体, 又能丈量密度小于水的液体呢?若是要制做如许一种密度计, 为了读数精确, 当待测液体的密度较小时,则图 1 中的AB段必需做得很长;当待测液体的密度较大时,密 度计容易倾斜,达不到精确丈量的目标。在这种环境下,若要密度计竖直站立,必需把CD 段做得很长,如许的一支密度计全体上比力长,利用起来很未便利,况且盛液体的容器本身 具有确定的深度, 一般的量筒和通明盛液筒很难达到要求。 所以尝试室利用的密度计分为比 重计和比轻计两种。比重计的 1.0 刻度线在AB段的最上面,越向下刻度值越大。而比轻计 的 1.0 刻度线在AB段的最下面,越向上刻度值越小。 2.密度计的刻度为什么是不服均的? 这是由于密度计总漂浮在水面上,它的浮力总等于重力,而密度计的重力不变的。即密 度在分歧的液体中所受的 F 浮是不变的,按照阿基米德定律可知:V 排=F 浮/ρ 液 g;式中,F 浮和 g 都不变,可见 V 排和ρ 液是反比的关系,留意是反比的关系,所以刻度线.若何标注密度计的刻度? 最简单标注密度计的刻度的方式就是尝试法: 把密度计放入水中, 均衡后密度计在水面 3 处的刻度数值就为 1.0(单元:g/cm ) ,再放入其它已知密度的液体中,同样可标出刻度, 如许多尝试几回,就能处理问题。也能够采用计较的方式,先找到 1.0 刻度线的位置,测出 密度计的质量 m,及密度计上端平均部门玻璃管的面积 S, 按照浮力的学问, 能够算出当液体 的密度为ρ 时的刻度线 刻度线之间的距离 L=m(ρ 水-ρ 液)/ ρ 水ρ 液 s, 算出的成果若是 是正的, 就在 1.0 的上方标,是负的就在 1.0 的下方标,如许密度计上所有响应的刻度线就标 好了。密度计上的刻度老是:在上面的刻度数值小,下面的刻度数值大,刻度线间距上大下 小。 四.典型例题解析 如图所示,小阳同窗制造了一支密度计,密度计的上部是一个用来标刻度的圆柱形玻璃管, 2 长为 10cm,横截面积为 0.5cm ,管下部门还有一个玻璃泡.整个玻璃管、玻璃泡的质量共 3 2.4g.小阳同窗在玻璃泡中装进 1cm 的水银后,请尝试室教员用酒精喷灯封锁玻璃管,当 把它插进水中时,水面距上端 4cm.请你协助小阳同窗推算出: (1)整个密度计的体积; 3 3 (2)密度计上部玻璃管所能标出的最大密度值. (水银的密度为 13.6×10 kg/m ) (成果保 留三位无效数字) 2 【解析】 (1)求出密度计遭到的重力,把密度计放在水里漂浮,操纵物体的漂浮前提求遭到 水的浮力;再操纵阿基米德道理求排开水的体积,进而求密度计的体积. (2)当密度计上部 的圆柱形玻璃管全数显露液面时, 所测液体密度值为最大, 再操纵物体的漂浮前提和阿基米 德道理求解. 解: (1)管内水银的质量: 3 3 m=ρ 水银 v 水银=13.6g/cm ×1cm =13.6g, 密度计的总质量: M=2.4g+13.6g=16g. 设整个密度计的体积为 v,当置于水中时, ∵密度计漂浮, ∴F 浮=G 物, 即:ρ 水 gv 排=Mg 3 2 1g/cm ×(v-4cm×0.5cm )=16g 3 ∴v=18cm . (2)当密度计上部的圆柱形玻璃管全数显露液面时,所测液体密度值为最大,密度值为ρ 最大, ∵F 浮=G 物, 即:ρ 最大 gv 排′=Mg 3 2 ρ 最大×(18cm -10cm×0.5cm )=16g 3 3 ∴ρ 最大≈1.23g/cm =1.23×103kg/m . 【点评】考查学问点有物体的浮沉前提及其使用;密度的计较;阿基米德道理.该题分析性 强,是一道好的压轴试题。 3

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