苗東云
物體漂浮在液體中,其重力等于它受到的浮力。根據(jù)阿基米德原理,浮力的大小等于物體排開液體所受到的重力,即漂浮物體的重力就等于它排開液體的重力。
排開液體的重力G=mg=ρvg。如果忽略g的變化(g取10N/kg),則G=104 V(ρ=103kg/m3),V的單位為立方米(m3),只要測出排開的體積V,就可以得出物體重力。如排開的體積是100cm3,代入V=10-4m3,則物體重力是1N。根據(jù)這一原理,可設(shè)計如下圖的裝置,用排液法測出物體的重力。
一、測量方法
1.在排液桶中加水至排液管,將裝被測物的桶放入其中,使其浮在排液桶中,這時水從排液管中流出。
2.當(dāng)管中不再出水時,關(guān)閉大量筒中的開關(guān),將待測物輕輕放入裝被測物的桶中,這時水從排液管中流入大量筒中。
3.打開相應(yīng)開關(guān)讓大量筒中超出上限刻度的水(從下到上每個開關(guān)流出口都有一個整數(shù)值大刻度)流入小量筒中。
4.物體的重力就等于大量筒中水的重力(整數(shù)刻度值)加上小量筒中水的重力(小數(shù)刻度值)。
二、優(yōu)點
1.能測出彈簧測力計不能測出的較大物體的重力。
2.利用此裝置也能測出物體的密度。在排液桶中加水至排液管,使管中有水流出,當(dāng)管中不流水時,關(guān)閉大量筒中的開關(guān),將被測物浸入排液桶中,使排開水的體積(物體的體積)流入大量筒。
同理,將超出上限刻度中的水放入小量筒中,從而讀出排開水的體積V(量筒中刻度既可表示重力G,也可表示體積V)。利用排液法測出的物體重力可換算成質(zhì)量m(g=10N/kg),由ρ= m/v得出物體密度。(指導(dǎo)老師:鄧全篤 蔣水石)
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2016年8期