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初中三年级物理

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    某同学想将量程为0 ~10N的弹簧测力计改为密度秤。
    ①先将塑料杯挂在弹簧测力计上,再将指针调到零刻线处;
    ②在塑料杯中装满水,弹簧测力计的指针指在如图甲所示的位置;
    ③将塑料杯中的水倒尽,再在塑料杯中装满待测液体,弹簧测力计的指针指在如图乙所示的位置。
    塑料杯中的水的质量为________kg,待测液体的密度为________kg/m3。他设计的密度秤的量程为0~___________kg/m3(g取10N/kg)。

    本题信息:2011年专项题物理探究题难度一般 来源:牛青丹
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本试题 “某同学想将量程为0 ~10N的弹簧测力计改为密度秤。①先将塑料杯挂在弹簧测力计上,再将指针调到零刻线处;②在塑料杯中装满水,弹簧测力计的指针指在如图甲所示...” 主要考查您对

液体密度的测量

弹簧测力计的使用与读数

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  • 液体密度的测量
  • 弹簧测力计的使用与读数
测量密度的原理:
原理:由密度公式可知,要测量某种物质的密度,需要测量由这种物质构成的物体的质量的体积。

测量方法:
液体的体积可用直接用量筒(或量杯)测出,其质量就要通过“质量差法”来测定,即先称出容器的质量,再称出容器与液体的总质量,两者之差就是倒入容器内液体的质量,再根据求得密度。

液体密度测量方法:
一、常规法:
器材:烧杯、量筒、天平、待测液体
步骤:
1.用天平称出烧杯的质量M1
2.将待测液体倒入烧杯中,测出总质量M2
3.将烧杯中的液体倒入量筒中,测出体积V;
4.计算表达:ρ=(M2-M1)/V

二、等容法
器材:烧杯、水、待液体、天平。
步骤:
1.用天平称出烧的质量M1
2.往烧杯内倒满水,称出总质量M2
3.倒去烧杯中的水,往烧杯中倒满待测液体,称出总质量M3
4.计算表达:ρ=ρ(M3-M1)/(M2-M1

三、浮力法
器材:弹簧秤、水、待测液体、小石块、细绳子
步骤:
1.用细绳系住小石块,用弹簧秤称出小石块的重力G;
2.将小块浸没入水中,用弹簧秤称出小石的视重G1
3.将小块浸没入待测液体中,用弹簧秤称出小石块的视重G2
4.计算表达:ρ=ρ(G-G2)/(G-G1) 

四、压强法
用刻度尺、两端开口的直玻璃管(一端有橡皮膜)、烧杯、适量的水、足量的牛奶、细线。计一种测量奶密度的方法。
实验步骤:
1.在玻璃管内倒入一定深度的牛奶;
2.将管竖直放入水中,带橡皮膜水平时,用刻度尺量出管底到牛奶面和水面的深度,分别为h1、h2
3.根据p1=p2得表达式:ρ牛奶=h2ρ/h

五、U形管法:
器材:U形管、水、待测液体、刻度尺步骤:
1.将适量水倒入U形管中;
2.将待测液体从U形管的一个管口沿壁缓慢注入;
3.用刻度尺测出管中水的高度h1,待测液体的高度h2
4.计算表达:ρ=ρh1/h

(用此种方法的条件是:待测液体不溶于水,待测液体的密度小于水的密度)

六、密度计法:
器材:密度计、待测液体
方法:将密度计放入待测液体中,直接读出密度。 

 



弹簧测力计的使用:
①首先看清它的量程,也就是它的测量范围,加存弹簧测力计上的力不允许超过它的量程:
②认清它的分度值,以便读数时快速准确;
③观察指针是否在零位置,若没有,需要校零;
④使用之前,最好轻轻拉几次它的挂钩,可以避免弹簧被壳子卡住;
⑤使用时,拉力方向应与弹簧轴线方向一致,确保测量准确

读数:
弹簧测力计的读数比较简单,要先搞清楚弹簧测力计的量程和分度值,然后再根据指针所指的位置(一定要看指针末端所指的位置)读出所测量力的大小。
弹簧测力计的具体使用方法:

使用前
: 
1.拉动弹簧:反复拉动弹簧(用力过度可能会损坏弹簧),防止其卡住,摩擦,碰撞。
2.了解量程:知道测量力的最大范围(量程)是多少。
3.明确分度值:了解弹簧测力计的刻度。知道每一大格,最小一格表示多少牛(N)。
4.校零:检查指针是否对齐零刻度线,若没有对齐,需要调节至对齐。

使用中
1.不能超量程使用。(天平,量筒,量杯等都不能超量程使用,但刻度尺除外)(补充说明:因为超量程使用可能会损坏弹簧测力计,并且造成塑性形变,导致误差。而且超量程使用了,会导致测不出准确的力,比如一个6N的力,你用一个量程为5N的弹簧测力计测,指针指向5N,但是实际上是6N,就产生了误差。)
2.同方向:测力时,要让弹簧测力计内的弹簧轴线方向跟所测力的方向在一条直线上,且弹簧不能靠在刻度盘上。
3.视线要与刻度盘垂直。

使用后:
调节弹簧测力计,让指针对齐零刻度线。

提醒:
1. 如果指针在零刻度线以上或者以下,这时候没有把指针调节至0,就会产生误差。在零刻度线以上,测出来的力比实际的力小,反之在零刻度线以下,测出来的力比实际的力大。
2. 如果弹簧测力计侧放,会使测量数值偏小

实验法研究弹簧伸长量与所受拉力的关系:
1.常用测力计的原理与使用:测量力大小的工具称为测力计,实验室用的测力计就是弹簧测力计。弹簧测力计的工作原理是在弹性限度内,弹簧的伸长量跟所受托力成正比,即,注意伸长量的含义,弹 簧原来的长度通常用l0表示,受力后弹簧长为l,而△l =l-l0,称为伸长量△l或伸长了△l,也用x表示。
2.弹簧测力计的测量范围:在每个弹簧测力计上都标有最大刻度值,这个最大刻度值即为此弹簧测力计的测量范围,超过了此范围,弹簧测力计就可能被损坏了。
例:某同学在研究轻质弹簧的长度随拉力变化的关系时,进行了如图所示的实验。已知每个钩码重为0.5N,刻度尺的分度值是1mm。

(1)请将观察到的数据填入实验记录表中;

 (2)根据实验数据,在图所示的坐标系内作出弹簧长度,L随拉力F变化的关系图像;

(3)此实验中弹簧长度L与拉力的关系是________
解析:(1)数据如表

(2)得到拉力与弹簧的长度关系:

(3)在弹性限度内,弹簧的伸长量和所受拉力成正比。


量程与弹性限度:
    弹簧的伸长与拉力成正比的规律是有一定的限度的,即加在弹簧上的力不能太大,拉力大到一定值以后,即超出弹簧的弹性限度后,弹簧的伸长就不再与拉力成正比,甚至无法恢复原状。弹簧测力计的量程就是弹簧测力计允许测量的力的最大值。
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