Question

小宏在一次郊游中拾到了一塊顏色特別的石塊，她想通過實驗探究，測出這個石塊的密度．她做了下列實驗：
（1）把天平放在水平桌面上，在調節天平橫梁平衡時發現指針靜止在分度盤上的位置如圖甲所示，此時應將平衡螺母向______（選填“左”或“右”）移動．
（2）用調節好的天平測石塊的質量，所用砝碼數和游碼的位置如圖乙所示，則石塊的質量是______g，再用量筒測出石塊的體積如圖丙所示，則石塊的密度是______kg/m³．
（3）分析上述實驗過程，發現會導致測量的密度值偏小，原因是______．

（4）小宏一天的體能消耗很大，回到家里喝了一袋牛奶，她還想知道牛奶的密度，于是她又進行了如下的操作：
①把天平放在水平桌面上，調節了平衡螺母，使指針指在了分度盤的中線處．
②把空杯子放在了天平的左盤上，在右盤中放入10g砝碼后，再用鑷子向右盤夾取砝碼，發現放上了最小的砝碼時，指針向右偏，取下砝碼指針向左偏，則她下一步的操作是______，當橫梁再次平衡后，如圖所示，杯子的質量是m₀=______．
③她利用現有的器材和足夠多的水，完成了以后的實驗操作，請你寫出實驗步驟和所測物理量的符號：
第一步：______．
第二步：______．
④牛奶密度的表達式：p_牛奶=______．

Answer 1

解：（1）圖甲中天平的指針左偏，應將平衡螺母向右調節；
故答案為：右．
（2）圖乙中石塊質量m=20g+4g=24g；石塊的體積V=60ml-50ml=10ml=10cm³，石塊的密度ρ==2.4g/cm³=2.4×10³kg/m³；
故答案為：24；2.4×10³
（3）由于實驗中用的是塑料繩，繩子較粗，使測出的石塊體積偏大，算出的密度偏小．
故答案為：繩子較粗，使測量體積偏大．
（4）②最小的砝碼取下后，要撥動游碼直到橫梁平衡；
空杯子的質量m₀=10g+4g=14g；
故答案為：撥動游碼；14g
③實驗步驟為：
第一步：在杯子中裝滿水，用天平測出杯子與水的總質量m₁．
第二步：將水倒掉并擦干杯子，再向杯中裝滿牛奶，用天平測出杯子與牛奶的總質量m₂．
④因為水和牛奶的體積相等，所以，故牛奶密度的表達式為：
ρ_牛奶=ρ_水
故答案為：ρ_水
分析：（1）天平調節平衡的原則是：左偏右調，右偏左調，先快后慢；
（2）天平的分度值為0.2g，石塊質量等于砝碼質量加游碼對應的刻度值；石塊的體積等于量筒中液面的兩次讀數之差；用公式ρ=算出石塊的密度．
（3）要分析出測量的密度值的誤差，必須考慮到繩子在測石塊體積時產生的影響，分析出對石塊密度的影響．
（4）①當加上最小的砝碼后，指針仍然向右偏，應該取下砝碼，撥動游碼直到橫梁平衡；
②在杯子中裝入相同體積的水和牛奶，分別測出它們的總質量分別記為m₁和m₂，然后分別求出水和牛奶的質量分別為：m₁-m₀和m₂-m₀．
③因為水和牛奶的體積相等，所以，根據式子求出牛奶密度的表達式．
點評：本題最主要的問題是記住測固體密度的基本方法：用天平測出固體的質量m，根據排水法測出固體的體積V，用公式ρ=算出固體的密度；在分析實驗誤差時，先分析在操作中對固體體積和質量的影響，從而分析出對固體密度的影響．在測量液體的密度時，因為沒有量筒，所以要利用水和牛奶的體積相等來測量牛奶的密度．