如何證明密度計的刻度不是均勻的
問題描述:
我們科學課要用,聽說是中考題,請各位幫忙啊……謝謝了!
解析:
該題考察密度計的原理,下面對其進行簡要分析,從中我們可以知道:壹是密度計的刻度是不均勻的,二是其刻度上面小,下面大。
對於第二點,很容易理解,根據阿基米德定律有 。由於密度計的重力壹定,所以液體的密度越大,密度計排開液體的體積就越小,它露出液面部分的體積也就越大,因此下面的刻度比上面的要大。
下面重點解釋為什麽密度計的刻度是不均勻的。請看下面這篇資料。
為什麽密度計的刻度是不均勻的
密度計(如圖1)是測定液體密度的儀器,它是壹個密封的玻璃管,其下端裝有鉛粒,上端有刻度.把它放在待測的液體中時,它浮在液面上,液面所對的刻度值就是待測液體的密度值,這是人教版初中物理第壹冊第150頁對密度計的敘述。細心觀察的同學很容易發現:它上面的刻度是不均勻的(如圖1甲).有的同學對此感到不理解,甚至認為是書上的圖畫錯了。其實,這幅圖並沒有錯。現在簡單地說明壹下刻度不均勻的道理.
圖1
密度計的刻度線是根據阿基米德原理和物體的浮沈條件來刻度的,設密度計的重力為G,浸在液體中的體積,即排開液體的體積是V,液體的密度是ρ,當密度計浮在液體中的時候,它本身的重力跟它所排開的液體重力相等,即,所以。
顯然,如果液體的密度越大,
這裏,密度計的重力G是壹定的,g也是壹定的,所以,密度計平衡時,浸在液體中的體積V與這種液體的密度ρ是成反比例的。根據初中代數反比例函數的圖象(如圖2)可知,當ρ均勻變化時,V的變化並不是均勻的,有的同學之所以產生“密度計的刻度是均勻的”錯誤認識,主要問題出在沒有搞清楚反比例函數的含義。
圖2
下面我們不妨舉例分析:設刻度線1.10以下密度計的總體積為V,1.00與1.10之間的體積為,1.10與1.20之間的體積為。
則有 ①
②
③
將②式分別代入①、③兩式可得:,。
由此不難看出:。由於密度計的柄是粗細均勻的,故知1.00與1.10刻線間的距離大於1.10與1.20刻線之間的距離,可見,密度計的刻度是不均勻的。
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