Question

用身邊的器材“測(cè)物質(zhì)的密度”．小宇同學(xué)用均勻木桿和支架自制了一架天平，并用輸完液的輸液瓶和輸液管制成滴管代替砝碼．

（1）為了使滴出的每一滴水滴大小相等，要保持滴管口處的壓強(qiáng)恒定，則圖甲中與大氣相通的管安裝符合要求的是______（填字母）．
（2）現(xiàn)要測(cè)一小礦石的密度，小宇進(jìn)行了如下步驟：
①在自制的天平左右兩盤中各放一只一次性杯子，調(diào)節(jié)兩邊的調(diào)平旋鈕，使之水平平衡．將待測(cè)礦石放入左邊的紙杯中，用自制的滴管向右盤的杯中滴水，使天平剛好平衡，如圖乙所示，記下水的滴數(shù)為50滴．
②取出小礦石，在兩杯中均加入適量的水，用滴管調(diào)節(jié)兩杯中水的多少使天平水平平衡．用細(xì)線系住礦石使其浸沒在左邊杯中（不觸底），再用滴管在右邊杯中滴入水，使天平再次平衡，如圖丙所示．記錄下水的滴數(shù)為20滴．此步操作的目的是為了測(cè)出礦石的______，則礦石的密度為______kg/m³．

Answer 1

【答案】分析：通入輸液瓶的大氣管的末端等于大氣壓，輸液時(shí)，輸液瓶中的液體減少，判斷在輸液瓶?jī)?nèi)滴管的末端受到的壓強(qiáng)是否改變，發(fā)生改變的不符合題意．
小礦石的質(zhì)量和50滴水的質(zhì)量相等．
小礦石浸沒在水中不接觸杯底，小礦石受到水的浮力作用，物體間力的作用是相互的，小礦石給水一個(gè)相互作用力，豎直加在容器的底部，這個(gè)力用20滴水來(lái)平衡，小礦石受到的浮力等于20滴水的重力，所以小礦石的體積等于20滴水的體積．
求出小礦石的質(zhì)量和體積，根據(jù)密度公式求出小礦石的密度．
解答：解：（1）如圖A滴管，通入輸液瓶的大氣管的末端等于大氣壓，瓶?jī)?nèi)大氣管的末端到液面的液體壓強(qiáng)和瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)之和等于大氣壓．
當(dāng)液體高于大氣管末端時(shí)，通入輸液瓶的滴管的末端壓強(qiáng)等于大氣壓和大氣管末端到瓶口的液體壓強(qiáng)之和，大氣壓和大氣管末端到瓶口的液體深度不變，所以滴管口壓強(qiáng)不變．
當(dāng)液體低于大氣管末端時(shí)，瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)等于大氣壓，瓶?jī)?nèi)滴管末端的壓強(qiáng)等于大氣壓和瓶?jī)?nèi)液體壓強(qiáng)之和，液體深度減小，液體壓強(qiáng)減小，所以滴管口壓強(qiáng)減�。�
所以瓶?jī)?nèi)滴管A末端壓強(qiáng)先不變后減�。�
如圖B滴管，通入輸液瓶的大氣管的末端等于大氣壓，瓶?jī)?nèi)大氣管的末端到液面的液體壓強(qiáng)和瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)之和等于大氣壓．通入輸液瓶的B滴管末端的壓強(qiáng)等于瓶?jī)?nèi)大氣管的末端到液面的液體壓強(qiáng)和瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)之和，并且等于大氣壓．所以瓶?jī)?nèi)滴管B末端壓強(qiáng)不變．
如圖C滴管，通入輸液瓶的大氣管的末端等于大氣壓，瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)等于大氣壓．通入輸液瓶的C滴管末端的壓強(qiáng)等于瓶?jī)?nèi)大氣壓和輸液瓶的C滴管末端到液面的液體壓強(qiáng)之和，液體深度減小，液體壓強(qiáng)減小，所以滴管口壓強(qiáng)減小．
所以瓶?jī)?nèi)滴管C末端壓強(qiáng)不斷減�。�
（2）小礦石的質(zhì)量為：m=50m'，
小礦石浸沒在水中但不接觸杯底，物體間力的作用是相互的，小礦石受到水豎直向上的浮力，同時(shí)小礦石給水一個(gè)豎直向下的力加在容器底部，小礦石受到的浮力等于20滴水的重力，所以小礦石排開水的體積等于20滴水的體積，
所以小礦石的體積為：V=，
所以小礦石的密度：ρ===2.5ρ_水=2.5×10³kg/m³．
故答案為：（1）B；（2）①體積；②2.5×10³．
點(diǎn)評(píng)：輸液是人們都經(jīng)歷的事，但是很少有人注意輸液瓶上通有的大氣管，它的作用是很大的，要真正理解其作用．
當(dāng)小礦石浸沒在水中但是不接觸容器底，容器底受到的壓力增大，增大的壓力大小等于小礦石受到的浮力．這是本題的關(guān)鍵．