问题描述:
学习浮力的应用时,老师让同学们“观察密度计(如图)的结构特点,并练习使用密度计测量液体的密度”.小明经过观察发现:

(1)密度计的外型是一根两端封闭、上端有刻度部分粗细均匀的玻璃管.管的底部封存少许铅粒,这样做目的是___.(2)学了液体密度计的使用后,老师又向同学们提出一个问题:给一杯水、一些盐、一颗绿豆,请同学们设计实验测出这颗绿豆的密度.请你写出实验的思路.(3)密度计另一个特点:密度计的刻度由上疏下密.请你推导证明出这一特点,推导过程中需要的物理量请事先设定.
最佳答案: (1)管的底部封存少许铅粒,这样做目的是让密度计竖直漂浮在液体中;(2)将绿豆放入盐水中,通过调制盐水密度使它悬浮,用密度计测出盐水的密度,即为绿豆的密度;(3)设密度计的底部不规则部分的体积为V0,上部的圆柱体部分的横截面积为S,整个密度计的重力为G,若密度计分别浸入密度为ρ1、ρ2、ρ3(ρ3-ρ2=ρ2-ρ1>0)的三种液体中,圆柱体部分浸入的深度分别为h1、h2、h3,密度计漂浮在液体中,F浮=G,ρg(Sh+V0)=Gh=
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ρ3-ρ2=ρ2-ρ1>0h1-h2=
(
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)=
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h2-h3=
(
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)=
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因为ρ3-ρ2=ρ2-ρ1>0,ρ3>ρ1所以h1-h2>h2-h3因此密度计的刻度上疏(h1-h2大)下密(h2-h3小).答:(1)让密度计竖直漂浮在液体中;(2)将绿豆放入盐水中,通过调制盐水密度使它悬浮,用密度计测出此时盐水的密度,即为绿豆的密度;(3)密度计的刻度由上至下的特点是上疏下密,推导过程见上.