Question

17．小亮同學想測量一塊不規則瓷片的密度．
（1）把天平放在水平桌面上，將游碼移到零刻度處，然后調節平衡螺母使天平平衡．
（2）用調節好的天平測量瓷片的質量，所用砝碼的個數和游碼的位置如圖1所示，則瓷片的質量為32g．
（3）他發現瓷片放不進量筒，改用如圖2所示的方法測瓷片的體積：
a．往燒杯中加入適量的水，把瓷片浸沒，在水面到達的位置上作標記，然后取出瓷片；
b．先往量筒裝入40mL的水，然后將量筒的水緩慢倒入燒杯中，讓水面到達標記處，量筒里剩余水的體積如圖3所示，則瓷片的體積為14cm³；
（4）用密度公式計算出瓷片的密度ρ為2.3g/cm³；
（5）根據以上步驟，請對小亮同學的實驗進行評價偏小．

Answer 1

分析 （1）把天平放在水平桌面上，將游碼移到零刻度處，然后調節平衡螺母使橫梁平衡；
（2）弄清楚天平的分度值，物體質量等與砝碼質量加上游碼對應刻度值；
（3）弄清楚量筒的分度值，在如圖所示的方法中，向燒杯中所添加水的體積就是瓷片的體積，通過量筒兩次的示數之差可以求出；
（4）瓷片的密度可利用密度的公式計算得出；
（5）實驗的誤差主要產生在從燒杯中取出瓷片時，上面容易帶出一定量的水，使再補充的水體積增大，進而影響密度的結果．

解答 解：（1）把天平放在水平桌面上，將游碼移到零刻度線處，然后調節平衡螺母使天平平衡；
（2）天平的分度值為0.2g，瓷片的質量m=20g+10g+2g=32g；
（3）圖中量筒的分度值為2cm³，量筒中剩余水的體積為26cm³，瓷片的體積V=40cm³-26cm³=14cm³；
（4）瓷片的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{32g}{14c{m}^{3}}$≈2.3g/cm³；
（5）取出瓷片時，瓷片上會沾有一部分水，使得倒入量筒中水的體積會偏大，即水的體積大于瓷片的體積，由ρ=$\frac{m}{V}$可知，密度測量值會偏小．
故答案為：（1）移到零刻度線；平衡螺母；（2）32；（3）14；（4）2.3；（5）偏小

點評 固體密度的測量是初中物理的重要實驗，一定要熟練掌握．天平、量筒的讀數，以及利用密度公式進行簡單的計算，這都是測密度實驗中最基本的技能，需要我們熟練掌握．難點是掌握用等效替代法測量瓷片的體積．