Question

【題目】某同學(xué)在河邊玩耍時(shí)撿到一塊石頭：

(1)將木桿的中點(diǎn)O懸掛于線的下端，使桿在水平位置平衡，這樣做的好處是可以消除_____對(duì)桿平衡的影響；

(2)將左端A與彈簧測(cè)力計(jì)相連，用細(xì)線把石頭掛于OA的中點(diǎn)C，彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上提起A端，使桿保持水平，測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖所示，則拉力大小為_____N；將石頭浸沒(méi)于裝有水的玻璃杯中且不與杯子接觸，保持桿水平，記下彈簧測(cè)力計(jì)此時(shí)示數(shù)為2.7N；

(3)通過(guò)計(jì)算，浸沒(méi)后石頭受到的浮力大小為_____N，石頭的密度為_____kg/m3（已知ρ水＝1.0×103kg/m3）；

(4)若上述(2)步驟中，只是桿未保持水平，則測(cè)量結(jié)果_____（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】杠桿自重 4.2 3 2.8×103 不變

【解析】

本題考查固體密度的測(cè)量。

(1)[1]將木桿的中點(diǎn)O懸掛于線的下端，使桿在水平位置平衡，這樣做的好處是可以消除杠桿自重對(duì)桿平衡的影響。

(2)[2]如圖彈簧測(cè)力計(jì)的分度值是0.2N，所以拉力大小為4.2N。

(3)[3]根據(jù)杠桿的平衡條件以及C是OA的中點(diǎn)，可得

解得

G=F1=2F2= 2×4.2N=8.4N

而石頭的質(zhì)量

石頭浸沒(méi)于裝有水的玻璃杯中且不與杯子接觸，保持杠桿水平，彈簧測(cè)力計(jì)此時(shí)示數(shù)為2.7N，再次根據(jù)杠桿的平衡條件計(jì)算出此時(shí)石頭對(duì)C點(diǎn)的拉力為5.4N，則浸沒(méi)后石頭受到的浮力大小

F浮=G﹣F=8.4N﹣5.4N=3N

[4]又F浮=ρ液gV排，所以

所以石塊的密度

(4)[5]若上述(2)步驟中，只是杠桿未保持水平，雖然力的作用線不在杠桿上，但是兩個(gè)力的力的作用線的比值是不變的，所以不會(huì)影響最終的結(jié)果。