Question

【題目】某實驗小組“利用杠桿平衡條件測固體密度”。

【實驗器材】

待測小石塊，杠桿及支架，細線，鉤碼數個，刻度尺，燒杯，水適量。

【實驗過程】

（1）把杠桿的中點固定在支架上并調節杠桿在水平位置平衡；

（2）用細線將小石塊拴好，把小石塊和鉤碼m分別掛在杠桿的兩邊，調節鉤碼的位置使杠桿在水平位置平衡；

（3）分別量出小石塊懸掛處與支點的距離L和鉤碼所掛處與支點的距離l，由杠桿平衡條件得出小石塊的質量為______________；

（4）在燒杯內盛水，將小石塊浸沒水中，保持L不變，調節鉤碼m的懸掛位置，使杠桿重新在水平位置平衡；

（5）量出鉤碼所掛處與支點的距離d，則小石塊所受水的浮力為____________；

（6）若水的密度為ρ，由阿基米德原理得出小石塊的體積為___________；

（7）由密度公式求出小石塊的密度為___________。

Answer 1

【答案】

【解析】（3）小石塊和鉤碼m使杠桿在水平位置平衡；由杠桿平衡條件F1 L1 =F2L2 得：m石 gL=mgl，則質量m石 =l m /L；

（5）小石塊浸沒水中杠桿在水平位置平衡時；由杠桿平衡條件F1 L1 =F2 L2 得：F石 L=mgd，則F石 =d mg /L；根據稱重法可知：小石塊所受水的浮力F浮 =m石 g-F石 =m石 g-d mg /L═lmg/L-dmg/L=（ld）mg/L；

（6）根據阿基米德原理得：小石塊的體積V石 =V排 =F浮/ρg=（ld）mg /L/ρg=（ld）m/Lρ；

（7）小石塊的密度ρ石 =m石/V石=lm/L/（ld）m/Lρ=lρ/ld。