某同学要测一个金属块的密度,他手中的测量工具只有一只量程较小的弹簧测力计,当他用此弹簧测力计测量该金属块的重力时,发现已超过弹簧测力计的最大量程,于是他设计了如图所示的装置去测量.图中OA:OB=1:3,杠杆OAB质量不计.他实验的步骤如下:
(1)用细绳把金属块悬挂于A点,用弹簧测力计在B点作用一个竖直向上的力,使杠杆OAB在水平位置静止,金属块静止在空中,读出弹簧测力计此时的读数F1;
(2)向容器中加水,________;
(3)被测金属块密度的表达式:ρ=________.
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解:(1)用细绳把金属块悬挂于A点,用弹簧测力计在B点作用一个竖直向上的力,使杠杆OAB在水平位置静止,金属块静止在空中,读出弹簧测力计此时的读数F1,
所以,G×OA=F1×OB,
G=×F1=3F1,
所以金属块的质量:m==.
(2)向容器中加水,待金属块浸没在水中后,读出当OAB水平静止后,弹簧测力计的读数F2.
所以,(G-F浮)×OA=F2×OB,
金属块浸没在水中,F浮=ρ水gV排=ρ水gV,
(3F1-ρ水gV)×OA=F2×OB,
所以,V=,
金属块的密度:ρ===.
故