Question

【題目】某實驗小組“利用杠桿平衡條件測固體密度”． 【實驗器材】
待測小石塊，杠桿及支架，細線，鉤碼數個，刻度尺，燒杯，水適量．
【實驗過程】
（i）把杠桿的中點固定在支架上并調節杠桿在水平位置平衡；
（ii）用細線將小石塊拴好，把小石塊和鉤碼m分別掛在杠桿的兩邊，調節鉤碼的位置使杠桿在水平位置平衡；
（iii）分別量出小石塊懸掛處與支點的距離L和鉤碼所掛處與支點的距離l，由杠桿平衡條件得出小石塊的質量為
（iv）在燒杯內盛水，將小石塊浸沒水中，保持L不變，調節鉤碼m的懸掛位置，使杠桿重新在水平位置平衡；
（v）量出鉤碼所掛處與支點的距離d，則小石塊所受水的浮力為；
（vi）若水的密度為ρ，由阿基米德原理得出小石塊的體積為；
（vii）由密度公式求出小石塊的密度為 ．

Answer 1

【答案】 m； mg； m； ρ
【解析】解：（iii）小石塊和鉤碼m使杠桿在水平位置平衡；由杠桿平衡條件F1L1=F2L2得： m石gL=mgl，則質量m石= m；（v）小石塊浸沒水中杠桿在水平位置平衡時；由杠桿平衡條件F1L1=F2L2得：
F石L=mgd，則F石= mg；
根據稱重法可知：小石塊所受水的浮力F浮=m石g﹣F石=m石g﹣ mg═ mg﹣ mg= mg；（vi）根據阿基米德原理得：
小石塊的體積V石=V排= = = m；（vii）小石塊的密度ρ石= = = ρ．
所以答案是：（iii） m；（v） mg；（vi） m；（vii） ρ．
【考點精析】掌握杠桿的平衡分析法及其應用是解答本題的根本，需要知道作關于杠桿題時的注意事項：（1）必須先找出并確定支點．（2）對力進行分析，從而確定動力和阻力（3）找出動力和阻力的作用線，確定動力臂和阻力臂．