物理
用一根1m长的均匀直尺,在中点处用细线系住悬挂起来,若在直尺的一端距中点20cm处挂一块矿石,在另一端距中点30cm处挂100g的砝码,此直尺恰好平衡。若将矿石完全没入水中(不碰底),则砝码向中点移动5cm,直尺又平衡。求矿石的密度。(g取10N/kg)
2019-06-21
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用一根1m长的均匀直尺,在中点处用细线系住悬挂起来,若在直尺的一端距中点20cm处挂一块矿石,在另一端距中点30cm处挂100g的砝码,此直尺恰好平衡。若将矿石完全没入水中(不碰底),则砝码向中点移动5cm,直尺又平衡。求矿石的密度。(g取10N/kg)
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优质解答
【分析】
开始时物体没有放入水中,可以根据杠杆的平衡条件求出物体的质量,放入水中之后,根据杠杆的平衡条件可求出绳子对物体的拉力,从而求出浮力,这样就可以求出物体的体积,知道质量和体积,就能求出密度。
1、
物体未放入水中时,由杠杆的平衡条件有:
(
、m和
、l分别表示砝码和矿石的质量及它们对杠杆拉力的力臂)。将数据代入得
=0.15kg
矿石放入水中后,由杠杆的平衡条件有:
(
为此时砝码对杠杆拉力的力臂,F为矿石对杠杆的拉力),
。代入数据求得
矿石放在水中平衡有
(
为矿石在水中受到的浮力)
设矿石的体积为V、水的密度为
,则
矿石的密度
答:矿石的密度为
。
【点评】
该题涉及的知识点比较多,有杠杆的平衡条件、浮力公式、密度公式、物体的平衡。解题的关键是通过浮力和重力以及矿石对杠杆的拉力三个力的平衡,列出式子:
。同学们思考一下:若右边挂的是密度为
的铁块,质量为79g,若将矿石和铁块同时浸没在水中,这时铁块向中点移动5cm,直尺又平衡。求矿石的密度。
【分析】
开始时物体没有放入水中,可以根据杠杆的平衡条件求出物体的质量,放入水中之后,根据杠杆的平衡条件可求出绳子对物体的拉力,从而求出浮力,这样就可以求出物体的体积,知道质量和体积,就能求出密度。
1、
物体未放入水中时,由杠杆的平衡条件有:
(
、m和
、l分别表示砝码和矿石的质量及它们对杠杆拉力的力臂)。将数据代入得
=0.15kg
矿石放入水中后,由杠杆的平衡条件有:
(
为此时砝码对杠杆拉力的力臂,F为矿石对杠杆的拉力),
。代入数据求得
矿石放在水中平衡有
(
为矿石在水中受到的浮力)
设矿石的体积为V、水的密度为
,则
矿石的密度
答:矿石的密度为
。
【点评】
该题涉及的知识点比较多,有杠杆的平衡条件、浮力公式、密度公式、物体的平衡。解题的关键是通过浮力和重力以及矿石对杠杆的拉力三个力的平衡,列出式子:
。同学们思考一下:若右边挂的是密度为
的铁块,质量为79g,若将矿石和铁块同时浸没在水中,这时铁块向中点移动5cm,直尺又平衡。求矿石的密度。
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