Question

在“測量小木塊的密度”的實驗中，提供的器材有：天平、量筒、小木塊、細長鐵絲、溢水杯、水．
（1）首先把天平放在水平的桌面上，然后將游碼移至稱量標尺左端的刻度線，若發現指針的偏轉情況如圖（甲）所示，應將天平的平衡螺母向調______（選填“右”或“左”），直至指針對準分度標尺的中央刻度線．

（2）用已調節好的天平測量小木塊的質量，當天平平衡時，右盤中砝碼的質量和游碼的位置如圖（乙）所示，小木塊的質量m=______g；用量筒測量小木塊的體積如圖（丙）所示，小木塊的體積V=______cm³；小木塊的密度ρ=______g/cm³．
（3）如果缺少天平，如何利用剩下的器材測出小木塊的質量？請設計一個實驗方案并寫出小木塊質量m的表達式．（已知水的密度為ρ_水）

Answer 1

【答案】分析：（1）對天平的調節和使用的方法為“水平放置游碼零，指針居中橫梁平（衡）；左物右碼輕放置，質量等于砝（碼）游（碼）和”．即天平測量物體質量前要調節橫梁平衡，先將游碼移至零刻度線；天平的調節原則是：左偏右調，右偏左調，先快后慢；
（2）根據天平的讀數方法，物體的質量等于砝碼的質量加上游碼所對刻度，而要準確讀出游碼所對刻度，必須明確標尺的分度值及以游碼左端所對刻度為準．如圖本標尺的分度值是0.2g．
用排水法測量小木塊的體積，讀取小木塊的體積時，視線與液面（凹液面的底部）相平．先測量量筒水的體積V₁，然后測量小木塊和水的總體積V₂，V_木=V₂-V₁．
利用密度公式ρ=，已知木塊質量、體積，求出木塊密度．
（3）根據阿基米德原理，利用溢水杯、量筒，已知密度的水，進行試驗，根據浮力知識，根據浮力知識，小木塊的質量m等于木塊塊放入溢水杯中漂浮在水面上時排開的水的質量．
解答：解：（1）天平的調節和使用方法，天平先水平放置，游碼移至零刻度線，天平的調節原則是：左偏右調，右偏左調，先快后慢；所以據圖知指針右偏，應向左移動平衡螺母．
故答案為：零，左；
（2）根據天平的讀數方法，m_木=游碼質量+游碼對應刻度值=5g+1.2g=6.2g；
根據量筒的讀數方法，視線與液面凹面底部平行，水的體積V₁=30ml，木塊和水的總體積V₂=40ml，∴V_木=V₂-V₁=40ml-30ml=10ml=10cm³；
根據密度公式ρ=，已知木塊質量m_木=6.2g，木塊體積V_木=10cm³，
∴ρ_木==0.62g∕cm³；
故答案為：6.2，10，0.62；
（3）根據阿基米德原理，利用溢水杯、量筒、已知密度的水進行實驗，把小木塊放入裝滿水的溢水杯中，用量筒承接溢出來的水，測出此時量筒內水的體積V_水，
根據浮力知識G=F_浮=ρ_水gv_水
則小木塊的質量m_木=ρ_水V_水
答：方案：把小木塊放入裝滿水的溢水杯中，用量筒承接溢出來的水，測出此時量筒內水的體積V_水，則小木塊的質量m_木=ρ_水V_水．
點評：此題是一個綜合密度、浮力的開放性實驗題，測固體密度的方法步驟：①用天平測出固體的質量m；②根據排水法用量筒測出固體的體積V；③用公式ρ=計算固體的密度；當固體漂浮在水面上時，固體的質量等于它排開的水的質量．