Question

16．小趙和同學們一起利用天平、水和燒杯來測量一不規則金屬塊的密度，請將他的實驗步驟補充完整．

（1）把托盤天平放在水平臺面上，將標尺上的游碼移到零刻度處，發現指針偏向分度盤中央刻度線的左側，應將天平右邊的平衡螺母向右（選填“左”、“右”）調節，使天平橫梁平衡．
（2）用天平測量金屬塊的質量，右盤中放入一個50g和一個10g的砝碼并且調節標尺上的游碼如圖甲所示，則小石塊的質量為62g．
（3）如圖乙所示：a．往燒杯中加入適量的水，把金屬塊浸沒，在水面到達的位置上作標記；
b．取出金屬塊，測得燒杯和水的總質量為153g；
c．往燒杯中加水，直到標記處，再測出此時燒杯和水的總質量為183g；
d．金屬塊取出后又加入水的質量為30g，金屬塊的體積為30cm³．
（4）用密度公式計算出金屬塊的密度為2.1×10³kg/m³．
（5）聰明的小趙同學發現：將金屬塊從水中取出，會導致密度的測量值比真實值偏小（選填“偏大”“偏小”或“不變”）．
（6）若已知這個金屬塊是鋁制的（ρ_鋁=2.7g/cm³），那這個金屬塊空心部分的體積為7.0cm³．（結果保留一位小數）

Answer 1

分析 （1）天平使用前調節平衡時，要調節平衡螺母，規則是“右偏左調，左偏右調”，即指針向右偏就向左調平衡螺母，指針向左偏就向右調平衡螺母，調左側的還是右側的平衡螺母都一樣．
（2）金屬塊的質量等于砝碼質量加游碼在標尺上所對的刻度值；
（3）根據V=V_水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$計算出金屬塊的體積；
（4）根據ρ=$\frac{m}{V}$計算出金屬塊的密度；
（5）由于將金屬塊從水中撈出時，上面會沾有水，所測金屬塊的體積偏大，根據公式知，所測密度偏小．（6）根據ρ=$\frac{m}{V}$計算出金屬塊的實心體積，然后用金屬塊的實際體積減去實心體積即為空心部分體積．

解答 解：（1）已知指針向左偏，根據“右偏左調，左偏右調”的規則，應將平衡螺母向右調．
（2）由圖1知，金屬塊的質量m=50g+10g+2g=62g；
（3）往燒杯中加入水的質量為m=183g-153g=30g，
由ρ=$\frac{m}{V}$得金屬塊的體積：
V=V_水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{30g}{1.0g/c{m}^{3}}$=30cm³；
（4）金屬塊的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{62g}{30c{m}^{3}}$≈2.1g/cm³=2.1×10³kg/m³．
（5）由于將石塊從水中撈出時，上面會沾有水，所測石塊的體積偏大，則所測密度偏小．
（6）若已知這個金屬塊是鋁制的，由ρ=$\frac{m}{V}$得金屬塊的實心體積：
V_實心=$\frac{m}{{ρ}_{鋁}}$=$\frac{62g}{2.7g/c{m}^{3}}$≈23.0cm³，
則空心部分的體積V_空=V-V_實心=30cm³-23.0cm³=7.0cm³．
故答案為：（1）平衡螺母；右；（2）62；（3）30；30； （4）2.1×10³；（5）偏小；（6）7.0．

點評 此題是測量金屬塊的密度，要測量密度，需得知質量和體積兩個量，題目中告訴我們測量較大物體體積的方法：排水法，將金屬塊的體積轉化為排開水的體積，應注意掌握．