Question

10．某同學(xué)想將量程為0～10N的彈簧測力計改為密度秤．他的操作如下：
①先將塑料杯掛在彈簧測力計上，再將指針調(diào)到零刻度線處；
②在塑料杯中裝滿水，彈簧測力計的指針指在如圖甲所示的位置；
③將塑料杯中的水倒盡，再在塑料杯中裝滿待測液體，彈簧測力計的指針指在如圖乙所示的位置．
則杯中水的質(zhì)量為0.5kg，待測液體的密度為0.8×10³kg/m³，他設(shè)計的密度秤的量程為0～2×10³kg/m³．（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖甲中彈簧測力計所示的位置和g的取值10N/kg，由F_甲=G_水=m_水g，可計算杯中出水的質(zhì)量．
（2）由題意知：水的體積與待測液體的體積相同，據(jù)圖乙可以計算出待測液體的質(zhì)量，根據(jù)密度公式可以求出液體的密度．
（3）圖示中的測力計量程為0～10N，即所掛物體重力最大為10N，據(jù)此可求出所設(shè)計的密度計的量程．

解答 解：（1）由圖甲知，F(xiàn)_甲=5N，且F_甲=G_水=m_水g，
所以杯中水的質(zhì)量：m_水=$\frac{{F}_{甲}}{g}$=$\frac{5N}{10N/Kg}$=0.5kg；
（2）根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可得，小桶的容積：
V=V_水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{0.5Kg}{1.0×1{0}^{3}Kg/{m}^{3}}$=5×10^-4m³=500cm³；
由圖乙知，F(xiàn)_乙=4N，且F_乙=G_液=m_液g，
所以杯中液體的質(zhì)量：m_液=$\frac{{F}_{乙}}{g}$=$\frac{4N}{10N/Kg}$=0.4kg；
液體的密度：ρ_液=$\frac{{m}_{液}}{V}$=$\frac{0.4Kg}{5×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=0.8×10³kg/m³；
（3）圖中彈簧測力計的量程為0～10N，
當(dāng)F_乙=0N時，杯中無液體，則ρ_液=0；
當(dāng)F_乙=10N時，ρ_液=$\frac{{F}_{乙}}{{F}_{甲}}•{ρ}_{水}$=$\frac{10N}{5N}$×1×10³kg/m³=2×10³kg/m³．
故答案為：0.5；0.8×10³；2×10³．

點評 本題是非常規(guī)題，難度較大，聯(lián)系到拉力、重力、密度等知識才能解答，培養(yǎng)了學(xué)生解答綜合問題的能力．