Question

聯(lián)合國定義每年3月22日為國際水資源日（world water day），為了配合節(jié)約用水活動的開展，某學(xué)校課外興趣小組對我市的供水系統(tǒng)和供水水質(zhì)的物理參數(shù)進(jìn)行了如下實驗測量．
（一）測自來水的密度
（1）某同學(xué)將天平放在水平臺面上，橫梁靜止時，通過調(diào)節(jié)平衡螺母使指針指在分度盤中央刻度線處，該同學(xué)使用天平時操作的錯誤之處是　未先將游碼移到標(biāo)尺左端的“0”刻度線處　．
（2）在老師的指導(dǎo)下，該同學(xué)重新正確調(diào)節(jié)至天平平衡，將盛有適量自來水的杯子放在調(diào)節(jié)好的天平左盤內(nèi)，測出總質(zhì)量為122.6g，再將杯子中的一部分自來水倒入量筒中，如圖甲所示，則量筒中自來水的體積為　60　cm³．再將盛有剩余自來水的杯子放在天平盤內(nèi)，改變砝碼的個數(shù)和游碼的位置使天平橫梁再次在水平位置平衡，此時右盤中砝碼質(zhì)量和游碼在標(biāo)尺上的位置如圖乙所示，則杯子及杯內(nèi)剩余自來水的質(zhì)量為　62　g．
（3）根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)，計算自來水的密度為　1.01×10³　kg/m³．
（二）測量水龍頭打開后的出水速度
（1）首先老師告訴同學(xué)們流量是表示單位時間內(nèi)通過某一橫截面的流體的體積，若水流在粗細(xì)均勻的水平管道內(nèi)向右勻速流動，設(shè)水流速度為v，管內(nèi)通道的橫截面積為S．如圖丙所示，取一段管道AB，水從B端流到A端所用時間為t，則AB間水柱的長度l=　vt　，根據(jù)流量的定義，Q=　Sv　．（以上兩空要求用S、v、t中的字母表示）．

（2）某同學(xué)根據(jù)流量的導(dǎo)出公式設(shè)計了如下測量水龍頭出水速度的實驗方案：
①測出水龍頭出水口的內(nèi)壁直徑d
②打開水龍頭使水以適當(dāng)?shù)乃俣葎蛩倭鞒�，用容器接水并同時開始計時，測出經(jīng)過一段時間t后容器內(nèi)水的體積V．
③由流量的導(dǎo)出公式算出自來水龍頭出水速度表達(dá)式為　v=　．（用d、t、π、V表示）

Answer 1

（一）（1）未先將游碼移到標(biāo)尺左端的“0”刻度線處；（2）60；62；（3）1.01×10³；
（二）（1）vt，Sv；（2）v=．

（一）（1）在調(diào)節(jié)天平平衡時，應(yīng)先將天平放在水平臺上，并將游碼撥到標(biāo)尺左端的零刻線處，該同學(xué)忘了將游碼撥到標(biāo)尺左端的“0”刻度線處了；
（2）由圖甲知，量筒的分度值為2ml，量筒內(nèi)水的讀體積60ml，即60cm³；
由圖乙知，標(biāo)尺的分度值為0.2g，杯子及杯內(nèi)剩余自來水的質(zhì)量為50g+10g+2g=62g；
（3）量筒中水的質(zhì)量m=122.6g﹣62g=60.6g；則ρ=m/V==1.01g/cm³=1.01×10³kg/m³；
（二）（1）AB間水柱的長度l=s=vt；B到A的水柱體積為V=Sl=Svt，則：Q===Sv；
（2）根據(jù)流量的定義，則Q=V/t=Sv；所以流速為v=Q/S==．