小明制作了一个土密度计,并使用以下实验器材进行了盐水密度的测定:刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水和待测盐水。以下是实验步骤的润色和纠正:
1. 小明在竹筷的一端缠绕了适量的细铅丝,制成了土密度计。
2. 使用刻度尺测量了竹筷的长度,记为L。
3. 将土密度计放入装有水的烧杯中,待其静止后,使用刻度尺测量了液面上竹筷的长度,记为h1。
4. 随后,小明将密度计放入装有盐水的烧杯中,再次静止后,用刻度尺测出液面上竹筷的长度h2。
接下来是问题的回答:
(1)竹筷一端缠上铅丝的目的是【确保竹筷能够竖直漂浮在液面上】。
(2)密度计的工作原理是利用【物体漂浮时,浮力与重力相等的原则,即F浮=G】。被测液体的密度越大,密度计排开液体的体积【越小】。
(3)被测盐水的密度可以通过以下表达式计算:ρ盐水=ρ水(L-h1)/(L-h2)(不考虑铅丝体积)。
(4)根据小明计算,盐水的密度为1.05 g/cm³。已知烧杯中盐水的体积为400 cm³,盐的密度为2.6 g/cm³,则盐水中含盐【32.5】g。
最后,对第三问的补充说明:土密度计在水和盐水中所受的浮力分别为:F浮'=ρ水g(L-h1)和F浮''=ρ盐水g(L-h2)。由于浮力与重力相等,得到ρ盐水g(L-h2)=ρ水g(L-h1),从而得出ρ盐水=ρ水(L-h1)/(L-h2)。
对于第四问的补充说明:盐水的总质量为m=ρV=1.05g/cm³×400cm³=420g。设盐的质量为m盐,水的质量为m水,根据质量和体积的关系,可以列出方程组:m盐+m水=420g和m盐/ρ盐+m水/ρ水=400cm³。解这个方程组,得到m盐=32.5g,m水=387.5g。
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