問題詳情:
小聰和小明利用雙休日時間用如圖*所示的裝置製作了不同特點的密度秤。
小聰的密度刻度在秤上,如圖乙所示,製作時,先確定密度秤的零點,即在玻璃容器中無液體時,利用槓桿平衡條件確定秤砣懸掛處為零點,然後確定其他的刻度線,測量液體的密度時,只要將被測液體倒滿玻璃容器,然後移動秤砣,使密度秤平衡,此時秤砣懸掛處的刻度線就是被測液體的密度值。
小明的密度刻度線在玻璃容器壁上,如圖*所示,製作時,先確定水的刻度線,即在玻璃容器中倒入適量的水,移動秤砣,使密度秤平衡,固定好秤砣的位置(以後不能移動秤砣),在玻璃容器壁的水面處刻上水的密度值1.0,然後確定其他的刻度線.測量時,只要玻璃容器內倒上適量的被測液體,使密度秤平衡,此時玻璃容器壁的液麪處的刻度線就是被測液體的密度值。
⑴請你對小聰和小明製作的密度秤圖乙和圖*的不同特點進行評價:從密度秤的原理上看,不同在於圖乙着眼於控制被測液體的 體積不變,而圖*着眼於控制被測液體的 質量不變;從密度秤的零點看,不同處在於圖乙 有零刻度線,而圖* 無零刻度線(選填“有”或“無”);從刻度線的分佈是否均勻看,不同處在於圖乙的刻度線 均勻分佈,而圖*的刻度線 不均勻分佈(選填“均勻”或“不均勻”)。
⑵若圖乙中水的刻度線(1.0)與零刻度線之間的距離為4cm,則在圖中酒精的刻度線(0.8)與水的刻度線(1.0)之間的距離為 0.8cm。
⑶若圖*中水的刻度線(1.0)與玻璃容器底之間的距離為4cm,則在圖中酒精的刻度線(0.8)與水的刻度線(1.0)之間的距離為 1cm。
【回答】
⑴體積;質量;有;無;均勻;不均勻 ⑵0.8 ⑶1
詳解:⑴小聰的密度秤:小聰的密度秤總是讓燒杯裝滿液體,保持液體的體積不變,如*圖,當燒杯中沒有倒入液體時,OA•G0=OB•G,如乙圖,當燒杯中倒滿液體,槓桿平衡時,OA(G0+ρ液gV)=(OB+L)G,所以,OA•ρ液gV=L•G,其中OA、G、g、V都不變,ρ液跟L的比值是定值,所以ρ液跟L成正比,所以小聰的密度秤刻度是均勻的;小聰的密度秤讓燒杯中沒有液體,槓桿平衡時,把秤砣的位置定為零刻度;
小明的密度秤:小明的密度秤總是不改變秤砣的位置,保持裝入的水和酒精的質量不變,m水=m酒,ρ水V水=ρ酒V酒,ρ水Sh水=ρ酒Sh酒,液體的高度和該液體的密度成反比,刻度是不均勻的。所以,小明的密度秤沒有確定零刻度的位置。
⑵設秤砣的重力為G,秤盤和燒杯的總重為G0(如*圖所示),當燒杯中沒有倒入液體時,OA•G0=OB•G①(如乙圖所示),當燒杯中倒滿水,槓桿平衡時,OA•(G0+ρ水gV)=(OB+4cm)G②;OA(G0+ρ酒gV)=(OB+L’)G③;由①②③得L’=3.2cm,∴0.8刻度和1.0刻度之間相距4cm-3.2cm=0.8cm;⑶當右端的秤砣的位置不變時,倒入前後兩次倒入水和倒入酒精的質量是相同的,所以,m水=m酒,ρ水V水=ρ酒V酒,ρ水S×4×10-2m=ρ酒Sh酒,∴h酒=5cm,∴0.8刻度與1.0刻度距離為5cm-4cm=1cm。
知識點:槓桿
題型:實驗,探究題