解题思路:利用杠杆的平衡条件,分别列出在不同条件下的等式,再结合浮力的公式,联立成方程组进行求解,即可得出被测液体的密度.
(1)步骤与测量的物理量:①用细线将金属块A挂在杠杆左侧适当位置.将钩码B挂在右侧使杠杆在水平位置平衡.读出此时B距O点的距离为L1;
②保持金属块A位置不变,将A浸没在水中,调节B的位置使杠杆在水平位置平衡.读出此时B距O点的距离为L2;
③依旧保持金属块A位置不变,将A浸没在待测液体中,调节B的位置使杠杆在水平位置平衡.读出此时B距O点的距离为L3.
(2)液体的密度的计算:
根据杠杆的平衡条件,由①可得:GA•L=GB•L1,…①
由②可得:(GA-F浮)•L=GB•L2,…②
由③可得:(GA-F浮′)•L=GB•L3,…③
又因为F浮=ρ水gVA,F浮′=ρ液gVA,GA=mAg,GB=mBg,
代入上述公式,联立①②③,
解得:ρ液=
L3−L1
L2−L1•ρ水.
故答案为:步骤同上.液体密度的表达式:ρ液=
L3−L1
L2−L1•ρ水.
点评:
本题考点: 杠杆的平衡分析法及其应用;设计实验测密度.
考点点评: 本题解答的关键是杠杆平衡条件的灵活运用,以及浮力公式的运用,根据题意得出三个不同的等式,再解答方程组是解答的关键.