Question

18．在“測量物質的密度”實驗中：

（1）用調好的天平測金屬塊質量，天平平衡時砝碼及游碼在標尺上的位置如圖甲所示，金屬塊質量m為
27g．
（2）用細線系住金屬塊放入裝有20mL水的量筒內，水面如圖乙所示，則金屬塊體積V為10cm³．
（3）計算出金屬塊密度ρ=2.7g/cm³．
（4）實驗中所用細線會對測量結果造成一定誤差，導致所測密度值偏小（偏大/偏小）．
（5）在上面實驗基礎上，利用彈簧測力計和該金屬塊，只需增加一個操作步驟就能測出圖丙內燒杯中鹽水的密度，增加的步驟是：用彈簧測力計吊著金屬塊，把金屬塊浸入水中，讀出此時測力計的示數F．鹽水密度表達式ρ_鹽水=$\frac{mg-F}{gV}$（選用所測物理量符號表示）．

Answer 1

分析 （1）天平在讀取時要將砝碼的質量與游碼的示數相加．
（2）在用量筒測固體體積時，要用兩次的體積之差求出固體的體積．
（3）根據密度的公式計算得出金屬塊的密度．
（4）細線會排開一定體積的水；
（5）用彈簧測力計吊著金屬塊，把金屬塊浸入水中，讀出此時測力計的示數，可以求出浮力的大小；根據阿基米德原理求出鹽水的密度．

解答 解：（1）金屬塊的質量m=20g+5g+2g=27g；
（2）金屬塊的體積V=30ml-20ml=10ml；
（3）金屬塊的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{27g}{10c{m}^{3}}$=2.7g/cm³．
（4）細線會排開一定體積的水，導致測量的金屬塊的體積變大，質量不變，故密度的測量值要偏小；
（5）用彈簧測力計吊著金屬塊，把金屬塊浸入水中，讀出此時測力計的示數F，則浮力的大小為：F_浮=G-F=mg-F；
金屬塊的體積等于其排開的鹽水的體積，根據阿基米德原理可知，鹽水的密度為：
ρ_鹽水=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{排}}$=$\frac{mg-F}{gV}$．
故答案為：（1）27；（2）10；（3）2.7；（4）偏小；（5）用彈簧測力計吊著金屬塊，把金屬塊浸入水中，讀出此時測力計的示數F；$\frac{mg-F}{gV}$．

點評 天平、量筒的讀數是我們應該熟練掌握的基本實驗技能，密度的公式始終是測密度實驗的基本原理，要能熟練運用才行．