彈簧測力計改裝成測液體密度的密度計

1、如圖為彈簧測力計的刻度盤，給你一塊恰好為4N的合金塊，現要將此彈簧測力計改裝成測液體密度的密度計，請你選擇合適的器材完成要求：（1）列出還需要的器材；（2）寫出實驗的步驟和測量的物理量；（3）說明0刻度、最大刻度的位置和大小，以及測液體密度的注意點本題考查利用浮力知識測量液體的密度，解答的關鍵是物體浸沒在水中和浸沒在另一液體中時排開的體積相等，利用這個關系列出關系式，進行化簡，找出液體密度的表達式【解析】用細線將鐵塊系好，掛在彈簧測力計下，讀出測力計的示數G；再分別讀出合金塊浸沒在水中和浸沒在某種液體中時測力計的示數F、F，算出石塊在水中和某種液體中受到的浮力F浮=G-F、F浮=G-F由阿基米

2、德原理F浮=G排=液gV排可知，G-F=水gV排水，V排水=G-F=液gV排液，V排液=浸沒，V排水=V排液=液=水故答案為：（1）器材：燒杯和足量的水（2）步驟：用細線將鐵塊系好，掛在彈簧測力計下，讀出測力計的示數G；再分別讀出合金塊浸沒在水中和浸沒在某種液體中時測力計的示數F、F；計算出液體的密度：液=水（3）若合金塊浸沒在密度為的液體中，彈簧測力計的示數為F，則：4-F=水gV物4-F=gV物=水當F=4N時，=0；0刻度在4N處當F=0N時，最大；最大刻度在0N處，且最大值為水使用這個改裝的密度計測液體密度時，合金塊必須掛在彈簧測力計下，并浸沒在待測液體中，不能觸及容器的底和側壁小明準

3、備將彈簧測力計改裝成一個液體密度計，即能從彈簧測力計上指針所指位置讀出所測液體的密度值(1)為了使利用該密度計測出液體的密度，還應選擇什么器材？(2)測量時應注意什么？(3)在如圖彈簧測力計旁標明所測液體密度的最大值和零值位置，并說明確定的理由例3：（2001青島）老師給小麗同學如下器材：一只100ml的燒杯，一只彈簧測力計，一些細線，讓小麗將它們改裝成能夠直接測液體密度的裝置，小麗犯難了，請你幫她設計一下吧，請寫出改裝后的結構，刻度盤的改造過程及使用方法。導引：本題是一道探索設計類的研究性試題，要求學生能利用現有器材，進行實驗的設計，來測定液體密度。如何將測量力的彈簧測力計轉換成測定密度的裝

4、置，這需要將浮力和密度等知識綜合運用，同時將彈簧測力計的刻度盤轉化成密度計的刻度盤。解：（1）結構：如圖，將燒杯用繩掛在彈簧測力計下端。（2）刻度盤改造：將重力刻度盤平移。將掛空燒杯時的彈簧測力計的示數規(guī)定為0N，其余刻度依次向下平移，找到這時的（不是彈簧測力計原來標注的）1N，2N，3N及0.1N，0.2N，0.3N，0.4N等刻度。標出密度刻度值。因為=m/v=G/gv=G/(10N/kg10010-4m3)=G/10-3=10-3G根據上述關系，找到與重力刻度相對應的密度，對應關系如下：當G=0N時，=0；G=1N，=1.0103kg/m3，G=2N，=2.0103kg/m3G=0.1N

5、時，=0.1103kg/m3，G=0.2N時，=0.2103kg/m3(3)使用：在測液體密度時，將液體注滿燒杯（100ml），就可以從密度刻度盤上直接讀出它的密度值。點精：本題是研究性試題中探究設計題型，它涉及到學生的浮力知識，密度知識，還涉及到學生的發(fā)散性思維以及技術創(chuàng)新，它有利于學生探究設計能力培養(yǎng)，也有利于學生技術設計能力的提高，促進了學生物理知識的應用能力。誤區(qū)分析：學生的失誤主要不能讀懂題目，不會將力學中的力的測量轉化為密度的測定。這主要的原因是學生不會將刻度的零點進行平移，同時靈活運用密度公式進行密度的大小的表達。解決的方法是學生對=m/v=G/gv公式的變換要熟練掌握。課外小組

6、將塑料小桶中分別裝滿已知密度的四種不同液體后，用彈簧測力計稱它們的重，記錄了下表數據液體密度(g/cm3)0.81.01.21.4彈簧測力計的示數(N)1.61.82.02.2(1)通過分析此表，小紅同學發(fā)現液體密度與彈簧測力計示數之間有一定規(guī)律，能正確反映這一規(guī)律的圖象是下列的_(選填 A、B 或C )(2)若小桶中盛滿密度未知的液體時，彈簧秤的示數為2.3N，小紅推算出了該液體的密度_kg/m3(3)小亮根據小紅的發(fā)現，將實驗中所用的彈簧測力計和小桶改裝成了一個液體密度計使用時，只需將小桶中裝滿待測液體就可從彈簧測力計指針指示的位置直接讀出液體的密度請你幫他在下圖中把液體密度計的零刻度線和

7、最大刻度線向右延長并標出相應的刻度值：、B1.5103解析：（1）由于小桶有重力，所以小桶中沒有東西時彈簧測力計也有示數，故可以確定選項；（2）分析表格知，每組彈簧測力計的示數和液體密度在數值上都相差0.8，可通過這一規(guī)律總結出它們的函數關系，=F-0.8，所以將2.3N代入即可求出該液體的密度（3）由表中數據可知，零刻度=0g/cm3，F=0.8N；最大刻度線，即彈簧測力計的最大量程處，即F=5N，此時=5-0.8=4.2g/cm3解：（1）由于小桶有重力，所以小桶中沒有東西時彈簧測力計也有示數，所以選項B符合，故選B；（2）根據表中數據總結出的函數關系=F-0.8，將F=2.3N代入得=2

8、.3-0.8=1.5g/cm3=1.5103kg/m3，（3）刻度尺中0.8N刻度延長標記為0g/cm3，5N刻度延長標記為4.2g/cm3，如下圖：某同學在課外研究液體密度時，在一個塑料小桶內分別裝滿了已知密度的四種不同液體，用彈簧測力計分別稱出它們的總重并把數據填在表格中(g取10N/kg)液體密度/(103kg/m3)0.81.01.21.4測力計示數F/(N)1.61.82.02.2(1)請你根據表中數據規(guī)律推測一下若液體密度為l.6103kg/m3則彈簧測力計示數應為_N，該塑料筒的重力為_N，塑料筒容積_cm3(2)函數關系深刻地反映了物理量之間的本質關系，請你試寫出彈簧測力計示數

9、F(N)與液體密度(kg/m3)數值之間函數表達式_答案答案：（1）2.4，0.8，100；（2）F=0.8N+10-3Nm3kg-1解析：分析：（1）觀察表中液體密度每次變化的差和測力計示數每次變化的差，找出其中的規(guī)律，再推斷若液體密度為l.6103kg/m3時，測力計的示數同樣可以推斷，當液體的密度為0，即小桶中沒有液體時，測力計的示數，就是小桶的重力有了小桶的重力，選取表中的數值，就可以算出小桶的容積了；（2）彈簧測力計的示數減去小桶的重就是桶中液體的重，再利用G=mg可表示出其質量，再將小桶的容積代入密度的公式，即可最終得出F與數值之間的函數表達式解答：解：（1）分析表中數據可知，液體

10、密度的數值每增加0.2，測力計示數的數值也增加0.2，故當液體密度為l.6103kg/m3時，測力計的示數應為2.4N；同樣的道理，與F的數值也按這一比例減小，當減小為0，即塑料桶中沒有液體時，小桶的重力為0.8N；將小桶的重力代入表格中的第一組數據中計算得V=10-4m3=100cm3；（2）由密度公式得=，則F=G桶+gV=0.8N+10N/kg10-4m3=0.8N+10-3Nm3kg-1小明學習了浮力的知識后，找來一個量程足夠大的彈簧測力計和一個鐵塊他猜想：若用彈簧測力計懸掛起這個鐵塊，再將鐵塊浸沒在密度不同的液體中，彈簧測力計就會有不同的讀數，在測力計上可對應標出液體的密度值，這樣就

11、可以利用他手中的彈簧測力計和鐵塊制作一個測定液體密度的密度計(鐵=7.9103kg/m3)(1)如圖所示，用彈簧測力計吊著鐵塊在空中靜止不動，推證彈簧測力計所受拉力等于鐵塊的重力(2)他在空氣中稱得此鐵塊的重力為7.9N，則該鐵塊的體積是多大？(3)當利用該密度計測某液體密度時，指針在6.9N的位置，則該液體的密度為多大？答案答案：解：（1）設物體受到測力計向上的拉力為T，測力計受到物體向下的拉力為F（即彈簧測力計的示數），物體重力為G物體靜止，物體受到的重力和拉力是一對平衡力，T=G，又T與F是相互作用力，T=F；F=G（2）G=mg=gV，V=110-4m3；（3）F浮=G-F=7.9N-

12、6.9N=1N，F浮=液V排g=液Vg液=1103kg/m3答：（1）證明過程如上；（2）該鐵塊的體積是110-4m3；（3）該液體的密度為1103kg/m3解析：（1）物體靜止，物體受到的重力和拉力為平衡力，而拉力和彈簧測力計的示數（物體給彈簧的力）是相互作用力，據此推導F與G的關系；（2）知道鐵塊重G，利用G=mg=vg求鐵塊的體積；（3）知道金屬塊浸沒液體中彈簧測力計的示數，利用稱重法求金屬塊受到的浮力，再根據阿基米德原理求液體的密度某課外興趣活動小組，將塑料小桶中分別裝滿已知密度的四種不同液體后，用彈簧秤稱它們的重力，數據如下表：液體的密度（g/cm3）0.81.01.21.4彈簧秤的

13、示數（N）1.41.61.82.0（1）分析此表，小紅同學發(fā)現液體的密度與彈簧秤之間有一定的規(guī)律，下圖中能正確反映這一規(guī)律的圖象是B（2）若小桶中盛滿某種密度未知的某種液體時，彈簧秤的示數是2.3N，小紅推算出了該液體的密度是1.7103kg/m3；（3）小亮同學根據小紅的發(fā)現，將實驗時用的彈簧秤和小桶改裝成了一個液體密度計，使用時只要在小桶內裝滿待測液體，就可從彈簧秤指針指示的位置直接讀出液體的密度，請你幫他在圖中把液體密度計的零刻線和最大刻度線向右延長，并標出相應的刻度值本題難度：一般題型：填空題|來源：網絡2分析與解答揭秘難題真相，上天天練！習題“某課外興趣活動小組，將塑料小桶中分別裝滿

14、已知密度的四種不同液體后，用彈簧秤稱它們的重力，數據如下表： 0.81.01.21.4彈簧秤的示數（N）1.41.61.82.0.”的分析與解答如下所示：分析（1）從表中數據可以看出，彈簧秤的示數隨著液體密度的增大而增大，但值得注意的是，小桶本身有一定的重力，因此，這是判斷圖象時的關鍵；（2）通過分析歸納出彈簧秤示數隨液體密度變化的規(guī)律，求出小桶的重，便可推斷出當彈簧秤示數為任意值時，液體密度的大小了；（3）明確小桶的重，便可確定彈簧秤的零刻度線位置，再利用表達式求出當彈簧秤示數為5N時液體的密度，即可進行標注解答解：（1）分析表中數據可知，彈簧秤的示數隨著液體密度的增大而增大，同時因為小桶自身重力的作用，所以當液體密度為0時，拉力F仍有一定示數，圖B符合要求；（2）通過分析表中數據間的數量關系可以看出，1.4-0.8=0.6，1.6-1.0=0.6，故可得出液體密度與彈簧秤拉力的數學表達式為=F-0.6，則當彈簧秤示數為2.3N時，液體的密度=F-0.6=2.3-0.6=1.7（g/cm3）=1.7103（kg/m3）；（3）根據上述分析可知，小桶的重力為0.6N，故彈簧秤的零刻線應從0.6N開始；又因為彈簧秤的最大稱量為5N，故=F-0.6=5-0.6=4.4（g/cm3）