精英家教網(wǎng)小明用刻度尺、兩端開口的玻璃管、橡皮膜和水等器材測(cè)鹽水的密度,操作步驟如下:
①將玻璃管的一端扎上橡皮膜并倒入水,出現(xiàn)圖甲所示的現(xiàn)象,說明水對(duì)
 
有壓強(qiáng).
②用刻度尺測(cè)出玻璃管中水柱的高度為h1(如圖甲所示).
③將玻璃管緩慢插入裝有鹽水的燒杯中,直到橡皮膜表面與水平面相平,測(cè)出管底到鹽水液面的高度為h2(如圖乙所示).
(1)用小明測(cè)得的物理量推導(dǎo)出鹽水密度的表達(dá)式為ρ鹽水=
 
(水的密度用ρ表示).
(2)分析實(shí)驗(yàn)過程,小明測(cè)得的鹽水密度值比真實(shí)值偏
 
,這主要是操作中的第
 
步造成的.
分析:利用橡皮膜的形變,結(jié)合對(duì)應(yīng)的物理知識(shí):液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析.
當(dāng)橡皮膜不再發(fā)生形變時(shí),說明其受到的玻璃管中水對(duì)其向下的壓強(qiáng)與燒杯中鹽水對(duì)其向上的壓強(qiáng)相等.通過兩者壓強(qiáng)相等,結(jié)合液體壓強(qiáng)的計(jì)算,利用水的表示出鹽水的密度.
分析測(cè)量值是否準(zhǔn)確,就要從測(cè)得的數(shù)據(jù):h1、h2中去入手分析.
解答:解:①玻璃管中不倒入水時(shí),橡皮膜是平的.倒入水后,其向下突起,說明水對(duì)其有一個(gè)向下的壓強(qiáng).
(1)當(dāng)橡皮膜的表面相平時(shí),鹽水對(duì)其向上的壓強(qiáng)與水對(duì)其向下的壓強(qiáng)相等.即:P=P
利用測(cè)得的鹽水的深度h2和其密度ρ,表示出P;即:Pgh2
同理表示出P,即:Pgh1
兩者相等即:ρgh2gh1
由此可以求得鹽水的密度:ρ=
h1
h2
ρ
(2)根據(jù)圖示的h1、h2的測(cè)量過程可知,h2的測(cè)量過程是準(zhǔn)確的;
而h1是在橡皮膜向外凸出時(shí)測(cè)量的,此時(shí)的深度h1與玻璃管的底部浸入鹽水中橡皮膜相平時(shí)的水柱的深度是不一致的.
由于凸出的部分水柱的橫截面積要小于玻璃管中水柱的橫截面積,當(dāng)橡皮膜相平,凸出部分的水回到玻璃管中時(shí),這部分水的橫截面積變大.
根據(jù)公式:h=
V
S
可以確定其高度減。
也就是說,此時(shí)再測(cè)量橡皮膜上面玻璃管中水柱的高度時(shí),測(cè)量值要小于在甲圖中測(cè)得的h1
由于h1變大,導(dǎo)致了
h1
h2
ρ的變大.
故答案為:①容器底部;(1)
h1
h2
ρ;(2)大;②.
點(diǎn)評(píng):要分析間接測(cè)量值是否準(zhǔn)確,就要從這個(gè)值的表達(dá)式入手分析,看表達(dá)式中各個(gè)直接物理量是否準(zhǔn)確,若每個(gè)直接測(cè)量值都準(zhǔn)確,則該物理量是準(zhǔn)確的,否則就不準(zhǔn)確.
在此題中,明確玻璃管放入鹽水前后,凸出的橡皮膜的那部分水的高度變化是此題的一個(gè)較難理解的地方.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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②用刻度尺測(cè)出玻璃管中水柱的高度為h1(如圖甲所示).
③將玻璃管緩慢插入裝有鹽水的燒杯中,直到橡皮膜表面與水平面相平,測(cè)出管底到鹽水液面的高度為h2(如圖乙所示).
(1)用小明測(cè)得的物理量推導(dǎo)出鹽水密度的表達(dá)式為ρ鹽水=______(水的密度用ρ表示).
(2)分析實(shí)驗(yàn)過程,小明測(cè)得的鹽水密度值比真實(shí)值偏______,這主要是操作中的第______步造成的.

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③將玻璃管緩慢插入裝有鹽水的燒杯中,直到橡皮膜表面與水平面相平,測(cè)出管底到鹽水液面的高度為h2(如圖乙所示).
(1)用小明測(cè)得的物理量推導(dǎo)出鹽水密度的表達(dá)式為ρ鹽水=______(水的密度用ρ表示).
(2)分析實(shí)驗(yàn)過程,小明測(cè)得的鹽水密度值比真實(shí)值偏______,這主要是操作中的第______步造成的.

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