小芳在一端封闭的均匀圆玻璃管中装入适量的小铅丸,制成一支密度计.密度计能在液体中竖直漂浮.如图甲所示,根据它在液体中浸没的深度得知这种液体的密度.小芳的设计和制作过程如下:
a.根据阿基米德原理及物体漂浮条件,推导出密度计在纯水中浸没的深度h的表达式.
b.根据h的表达式,测量这支密度计自身的某些物理量,算出密度计在纯水中浸没的深度.在管上面画上纯水的密度值线A(如图乙).
c.把密度计放入纯水中,验证刻度线A的位置是否准确.
请你根据上述的内容完成下列问题:
设纯水密度为ρ,装了铅丸的玻璃管总质量为m,玻璃管底面直径为d.请用本题的物理量符号表示步骤a中的表达式h=________(可能用到的数学公式:圆柱体体积V=Sh,圆的面积S=)
网友回答
解析分析:要求密度计在纯水中浸没的深度,要利用密度计的使用原理,密度计在使用时处于平衡状态,此时浮力大小等于重力大小,浮力不变.然后利用浮力等于重力,求出排开液体体积的大小,再根据求出的体积,算出深度h.
解答:由于密度计处于平衡状态,F浮=G物,
ρgv排=mg,
由,
代入公式中,.
故