Question

在測量小塑料塊的密度的實驗中，小明和小影只找到一架天平（附砝碼），沒有量筒，他思考了一段時間后終于想出了辦法．

（1）如圖甲所示，小明在使用天平過程中的錯誤是：______．
（2）小明糾正錯誤后調平天平，按照以下步驟繼續實驗．
①將小燒杯裝半杯水，放在左盤中，稱出它的質量為100克；
②將小塑料塊放入小燒杯的水中，浮在水面上，天平平衡時右盤中所加砝碼和游碼的位置如圖乙所示，則小塑料塊的質量為______g．
③用細針緩慢地將小塑料塊按入小燒杯的水中，不動（小塑料塊未觸底），小影加減砝碼，調平天平，砝碼和游碼表示的質量和為120克． 則小塑料塊受到的浮力為______，體積為______，密度是______kg/m³．

Answer 1

【答案】分析：（1）天平使用之前要進行調平，調平時游碼要移到標尺左端的零刻度線處，再根據指針的偏轉調節平衡螺母，“指針左偏右旋螺母，指針右偏左旋螺母”．
（2）①天平平衡時，左盤物體的質量等于右盤砝碼的質量加上游碼所對的刻度值，注意標尺的分度值；
②小塑料塊在水中受到重力、壓力、浮力的作用，浮力等于重力和壓力的和，也就是小塑料塊按入水中水對水增加的壓力；這個壓力等于前后兩次增加的砝碼和游碼的重力．
③浮力的表達式F_浮=ρ_水gV，據此求出塑料塊的體積V，再根據ρ=計算出塑料塊的密度．
解答：解：（1）天平使用之前要進行調平，調平之前，游碼要移到標尺左端的零刻度線處；
故答案為：調節天平的橫梁平衡前，未將游碼移至零刻度線．
（2）①小塑料塊放入小燒杯的水中，天平平衡時左盤物體的質量為100g+10g+5g+3.2g=118.2g，原來燒杯和水的質量為100g，因此小塑料塊的質量m=118.2g-100g=18.2g．
②用細針緩慢地將小塑料塊按入小燒杯的水中，增加的砝碼和游碼的質量為120g-100g=20g，增加的壓力等于增加的重力△G=△mg=0.02kg×10N/kg=0.2N，
因此塑料塊受到的浮力F_浮=0.2N．
③由阿基米德原理F_浮=ρ_水gV，所以塑料塊的體積V===2×10^-5m³，
∴塑料塊的密度：ρ===0.91×10³kg/m³
故答案為：②18.2；③0.2N；2×10^-5m³；0.91×10³．
點評：本題實驗中由于沒有量筒，不能直接側臉塑料塊的體積，因此采用了測量浮力利用浮力求體積的方式，本題的難點在于塑料塊浮力的得出，有一定的難度．