Question

4．如圖甲所示為壓力式托盤秤，當(dāng)把物體放在壓力托盤秤盤上時(shí)指針的示數(shù)就是物體的質(zhì)量．
（1）某次測量時(shí)壓力式托盤秤的指針如圖乙所示，示數(shù)是1.4kg．
（2）現(xiàn)在要利用壓力式托盤秤、水、燒杯和細(xì)線來測量一個(gè)不規(guī)則小礦石塊的密度．請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，寫出實(shí)驗(yàn)步驟及測量的物理量，物理量要用規(guī)定的符號表示，實(shí)驗(yàn)過程燒杯中的水不能溢出．
①實(shí)驗(yàn)步驟和測量的物理量：把小礦石放在托盤秤上，記下此時(shí)托盤稱的示數(shù)為m₁；
在燒杯中倒入適量的水，把燒杯放在托盤秤上，記下此時(shí)托盤稱的示數(shù)m₂；
保持燒杯不動(dòng)，用細(xì)線拴住小礦石塊，輕輕將小礦石塊浸沒入燒杯的水中，小礦石塊不與杯底接觸，記下托盤秤的示數(shù)m₃；．
②用已知量和測得的物理量表示出小礦石塊的密度ρ=$\frac{{m}_{1}}{{m}_{3}-{m}_{2}}$ρ_水．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)分度值讀數(shù)；
（2）根據(jù)托盤秤可以出小礦石的質(zhì)量；向燒杯中倒入適量的水，稱出其質(zhì)量；把小礦石用細(xì)線懸掛后放入水中，此時(shí)小礦石受到浮力的作用，小石塊會(huì)排開一定質(zhì)量的水，根據(jù)托盤秤示數(shù)的變化可知排開的水的質(zhì)量，據(jù)此求出排開的水的體積即小石塊的體積，根據(jù)密度公式求出密度；

解答 解：（1）由圖乙可知，表盤的分度值為0.1kg，則示數(shù)為1.4kg；
（2）①把小礦石放在托盤秤上，記下此時(shí)托盤稱的示數(shù)為m₁；
在燒杯中倒入適量的水，把燒杯放在托盤秤上，記下此時(shí)托盤稱的示數(shù)m₂；
保持燒杯不動(dòng)，用細(xì)線拴住小礦石塊，輕輕將小礦石塊浸沒入燒杯的水中，小礦石塊不與杯底接觸，記下托盤秤的示數(shù)m₃；
小礦石塊在水中受到了浮力的作用，由于物體間力的作用是相互的，小石塊也會(huì)對水有一個(gè)向下的壓力的作用，故托盤秤的示數(shù)會(huì)增加，由阿基米德原理可知，增加的示數(shù)為排開的水的質(zhì)量：m_排=m₃-m₂；
小礦石塊的體積等于其排開的水的體積：V=V_排=$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{ρ}_{水}}$；
則小礦石塊的密度為：ρ=$\frac{{m}_{1}}{V}$=$\frac{{m}_{1}}{\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{1}}{{m}_{3}-{m}_{2}}$ρ_水．
故答案為：（1）1.4；（2）①見解析；②$\frac{{m}_{1}}{{m}_{3}-{m}_{2}}$ρ_水．

點(diǎn)評 測量固體的密度只有托盤秤，沒有量筒，需要間接測量固體的體積，采用浮力法或等效替代的方法．