Question

【題目】用“排水集氣法”測量空氣密度。主要的實驗步驟如下：

① 用電子天平測出打足了氣的籃球質(zhì)量m1；

② 測量出集氣瓶的內(nèi)徑并算出其內(nèi)部橫截面積S；

③ 集氣瓶裝滿水，口朝下放在水槽內(nèi)，帶夾導管一端連接籃球的氣嘴，另一端放在瓶內(nèi)，準備排水集氣；

④ 輕輕松開導管夾，讓籃球內(nèi)的空氣進入集氣瓶，在籃球體積沒有明顯減小前，停止放氣；

⑤ 測出放氣后籃球的質(zhì)量m2；

⑥ 調(diào)整瓶的高度，使瓶外水面相平，測量瓶內(nèi)空氣柱的高度h；

⑦ 利用密度公式算出集氣瓶內(nèi)空氣密度。

（1）籃球在放氣過程中，球內(nèi)空氣質(zhì)量_____、空氣密度_____。（填“減小”或“不變”）

（2）若瓶內(nèi)水面明顯高于水槽內(nèi)水面，需要緩慢地_______（填“向上提或向下壓”）集氣瓶，直至瓶內(nèi)外水面相平。

（3）當瓶內(nèi)外水面相平時，瓶內(nèi)外氣壓_______，此時瓶內(nèi)外空氣密度相等。

（4）空氣密度ρ=_______。（用所測物理量表示）

（5）實驗中要求籃球體積不發(fā)生明顯變化，是為了減小______（填“重力”或“浮力”）對質(zhì)量測量的影響。

Answer 1

【答案】減小減小向下壓相等浮力

【解析】

（1）籃球在放氣過程中，球內(nèi)空氣質(zhì)量減小，而籃球體積不變，根據(jù)ρ＝知，空氣密度減��；（2）若瓶內(nèi)水面明顯高于水槽內(nèi)水面，說明里面的氣壓高于外界大氣壓，因此應(yīng)緩慢地向上提集氣瓶，使氣體體積變大，氣壓變小，直至瓶內(nèi)外水面相平；（3）當瓶內(nèi)外水面相平時，瓶內(nèi)外氣壓相等，此時瓶內(nèi)外空氣密度相等。（4）原來球和氣體的總質(zhì)量為m1，排出空氣后，剩余氣體與籃球的總質(zhì)量為m2，則排出空氣的質(zhì)量為m＝m1﹣m2；排出空氣的體積V＝Sh；則空氣的密度為：ρ＝；（5）根據(jù)F浮＝ρ氣gV知，實驗中要求籃球體積不發(fā)生明顯變化，是為了減小浮力對質(zhì)量測量的影響。