基于液体密度计原理制作简易杆秤密度计和弹簧秤密度计
2016-12-14侯中柱
中学物理·初中 2016年11期
侯中柱


测量是物理实验教学的基本方法,几乎贯穿整个初中物理教学的始终,所以利用基本仪器对物理量进行测量是解决物理问题的试金石.本文以液体密度测量为例,利用密度公式对液体密度进行间接测量,也可以利用液体密度计直接测量.
1 液体密度计的原理
如图1中甲图是一种简易液体密度计,它是由一个密封的玻璃管,其下端嵌入铅粒,上端刻有刻度,将其放入待测液体中时,能够漂浮在液面上,此时液面所对的刻度值就是待测液体的密度值.
简易液体密度计是利用阿基米德原理和物体的浮沉条件来测定待测液体密度的,这里假设密度计重力为G,横截面积为S(密度计假设为圆柱体),当其漂浮在水中时浸入水中的深度为H,因为漂浮时密度计受到的重力G等于其受到的浮力大小,即G=ρ水gSH…①;若其漂浮在待测液体中,则浸入液体的深度h会因为液体密度的改变而改变,但是仍然有重力等于浮力大小,即G=ρ液gSh…②,所以由①、②两式得:ρ液=Hh·ρ水,即以液体密度计浸入水中深度H(刻度ρ水=1.0 g/cm3)为基准,将液体密度ρ液与密度计浸入液体深度h进行对应刻画出ρ液-h标度,并在密度计上标出相应液体密度值,这就是液体密度计的原理.根据上面分析也可以看出,液体密度计的刻度值由上往下逐渐变大,且刻度线是不均匀的,越往上刻度线越稀疏,越往下刻度线越密集.如图1中乙图、丙图就是同一密度计测量两种不同液体的密度,从密度计上可以看出不……
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