Question

19．某同學想測出一塊鵝卵石的密度，于是他找來如下器材：天平（含砝碼）、一個燒杯、細線（質量和體積均不計）、足量的水．探究過程如圖：

（1）把天平放在水平桌面上，調節平衡螺母，使天平橫梁在水平位置平衡．
a、此操作中存在的問題是沒有把游碼移至標尺左側的零刻線處；
b、該同學改正錯誤后，在重新調節天平平衡時出現了如圖甲所示的現象，他需向右（填“左”或“右”）調節平衡螺母．
（2）天平橫梁在水平位置平衡后，該同學又進行了如下操作：
a、如圖乙，鵝卵石的質量為67g；
b、如圖丙，在燒杯中裝入適量的水，用調好的天平測得其總質量為72g；
c、如圖丁，吊起用細線系好的鵝卵石，使其完全浸沒在水中（不接觸容器壁和容器底），此時測得總質量為97g；
d、該同學求出的鵝卵石體積為25cm³，鵝卵石的密度為2.68×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）用天平稱量物質前要先把天平放在水平桌面上，將游碼移至標尺左側的零刻線處，然后調節平衡螺母，使天平橫梁在水平位置平衡．
天平調平衡時遵循的原則是：左偏右調，右偏左調，先快后慢．
（2）在天平讀數時，被測物體的質量=砝碼的質量+游碼的示數；
據丙圖中bc可知排開水的質量，然后利用密度公式可以計算出排開水的體積，即為鵝卵石的體積，而后再據質量和體積計算出密度即可．

解答 解：（1）用天平稱量物質前要先把天平放在水平桌面上，將游碼移至標尺左側的零刻線處，然后調節平衡螺母，使天平橫梁在水平位置平衡．因此此操作中存在的問題是沒把游碼移至標尺左側的零刻線處；
根據天平調平衡時遵循的原則：左偏右調，右偏左調．圖示中托盤天平的指針靜止在分度盤中線的左側，所以應該向右調節平衡螺母．
（2）據圖乙可知，此時天平標尺的分度值是0.2g，
故鵝卵石的質量是：m=50g+10g+5g+2g=67g；
由bc和圖示可知，增加的質量為鵝卵石排開水的質量，
所以m_排=m_總′-m_總=97g-72g=25g，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，排開水的體積：V_排=$\frac{{m}_{排}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{25g}{1g/c{m}^{3}}$=25cm³，
因鵝卵石完全浸沒在水中，故鵝卵石的體積：V=V_排=25cm³，
鵝卵石的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{67g}{25c{m}^{3}}$=2.68g/cm³=2.68×10³kg/m³．
故答案為：（1）沒有把游碼移至標尺左側的零刻線處；右；（2）67；25；2.68×10³．

點評 本題的解題關鍵是熟悉測量固體密度的基本實驗程序、天平和量筒的正確讀數以及密度公式ρ=$\frac{m}{V}$的熟練運用．