一个地质勘探小分队,在野外河边休息时发现了一种矿石,他们非常想尽快知道这种矿石的密度大约是多少,但是手中只有皮尺、直木棍和针线包中缝衣服用的针和细线,请你帮助他们利用

发布时间:2020-07-29 00:57:30

一个地质勘探小分队,在野外河边休息时发现了一种矿石,他们非常想尽快知道这种矿石的密度大约是多少,但是手中只有皮尺、直木棍和针线包中缝衣服用的针和细线,请你帮助他们利用现场可利用的物品,设计一个测定矿石密度的方案,并推导出计算矿石密度的表达式.

网友回答

解:实验方案:
(1)用细线悬挂直木棍作支点;
(2)用细线拴好矿石挂在支点左侧,在支点的右侧挂一块石头,移动矿石和石块悬挂的位置直到木棍水平平衡;
(3)用皮尺分别量出悬挂矿石和石块的点到支点的距离为l1,l2.如图1所示.
(4)将矿石浸没在水中,移动挂石块的位置直到木棍再次水平平衡;
(5)用皮尺量出悬挂石块的点到支点的距离为l3.如图2所示.
矿石密度的表达式:
根据杠杠平衡条件:由图1得,G矿l1=G石l2--①
由图2得,(G矿-F浮)l1=G石l3--②
得,,
矿石浸没在水中,所以,,
解得:ρ矿=.解析分析:要测矿石的密度,没有天平和量筒,实验器材只有直木棍、皮尺、细线,可以利用杠杠平衡条件进行测量.用直木棍作杠杠,要测的矿石挂在一端,另一端挂一块石头,使杠杠水平平衡,测量动力臂l1和阻力臂l2,根据杠杠平衡条件列出等式.把要测量的矿石浸没在水中,移动石头,使杠杠重新水平平衡,测量阻力臂l3,根据杠杠平衡条件列出等式.两个等式组成方程组,解得矿石的密度.点评:对于杠杠平衡条件的问题,应该是比较好考虑的问题,一般有几次杠杠平衡,根据杠杠平衡条件列几个等式,进行求解.
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