¿Cómo convertir un dinamómetro de resorte en un densímetro?

Ejemplo 3: (2001 Qingdao) El maestro le dio a Xiaoli el siguiente equipo: un vaso de precipitados de 100 ml, un dinamómetro de resorte y algunos cables delgados, y le pidió a Xiaoli que los modificara para permitir la medición directa. densidad del líquido. Xiaoli estaba desconcertada. Por favor ayúdala a diseñarlo. Anote la estructura de modificación, el proceso de modificación y el uso del dial.

Instrucciones: Este es un examen basado en investigación titulado Exploración y Diseño, que requiere que los estudiantes utilicen equipos existentes para diseñar un experimento para determinar la densidad de un líquido. Cómo convertir un dinamómetro de resorte que mide fuerza en un dispositivo que mide densidad requiere un uso integral de la flotabilidad, la densidad y otros conocimientos, y al mismo tiempo convertir el dial del dinamómetro de resorte en el dial de un densímetro.

Solución: (1) Estructura: Como se muestra en la figura, colgar el vaso en el extremo inferior del dinamómetro de resorte con una cuerda.

(2) Transformación de escala: Traslación de escala de gravedad. Cuando el vaso está suspendido en el aire, el número de indicación del medidor de fuerza del resorte es 0N, y las otras escalas se mueven hacia abajo en secuencia, luego 1N, 2N, 3N... y 0,1N, 0,2N, 0,3N, 0,4N. ... fue descubierto.

Valor de escala de densidad de marca. Porque ρ= m/v = g/gv = g/(10N/kg×10×10-4 m3)= g/10-3 = 10-3g.

Con base en la relación anterior, encuentre la densidad correspondiente a la escala de gravedad. La relación correspondiente es la siguiente:

Cuando G=0N, ρ= 0; =1,0×103kg/m3, G=2N, ρ=2,0×103kg/m3……

G=0,1N, ρ=0,1×103kg/m3, G=0,2N, ρ = 0,2× 103kg /m3…

(3) Propósito: Al medir la densidad de un líquido, llene el vaso con líquido (100 ml) y lea el valor de densidad directamente en el dial de densidad.

Esencia del punto: esta pregunta es una pregunta de diseño exploratoria en una pregunta de investigación, que involucra el conocimiento de flotabilidad y el conocimiento de densidad de los estudiantes, así como el pensamiento divergente y la innovación tecnológica de los estudiantes. Es propicio para cultivar las habilidades de investigación y diseño de los estudiantes, mejorar las habilidades de diseño técnico de los estudiantes y promover la capacidad de los estudiantes para aplicar el conocimiento físico.

Análisis de malentendidos: El principal error de los estudiantes es que no pueden entender las preguntas y no logran convertir la medida de fuerza en mecánica en la medida de densidad. La razón principal es que los estudiantes no pueden traducir el punto cero de la escala y usar de manera flexible la fórmula de densidad para expresar la densidad. La solución es que los estudiantes dominen la transformación de la fórmula ρ=m/v=G/gv.