Question

7．小明在學了密度和浮力知識后發現，可以利用簡單的儀器使原來的實驗變得簡單化：
小明在測量某礦石密度實驗過程中：

①小明把礦石放在天平左盤后發現天平出現如圖甲現象，小明接下來的操作應為：C
A．平衡螺母向右調節，直到天平平衡    B．平衡螺母向左調節，直到天平平衡C．移動游碼，直到天平平衡
②用天平測小礦石的質量，當盤中所加砝碼及游碼位置如圖乙所示時天平平衡，則此小礦石的質量為53g．在量筒內裝有一定量的水，該小礦石放入前后情況如圖丙所示，礦石的密度為2.65g/cm³．
③小明發現可以利用如圖丁所示儀器“探究物體漂浮時候的條件”，并且實驗過程更加簡單，操作過程如下：
A．在天平左盤放置裝滿水的溢水杯，向右盤中加減砝碼并調至天平平衡；
B．將木塊輕輕放入溢水杯中，天平左端下降，同時木塊排開的水從溢水杯口流進量筒中，觀察天平的狀態．
分析論證：上述實驗中，將木塊放入溢水杯中，在排開的水全部流出后，如果天平出現自動恢復平衡現象，則可以說明G_木=G_排．

Answer 1

分析 （1）指針向左偏，則左盤較低，從而判斷出砝碼質量和物體質量的大小關系；若最小的砝碼不能使天平平衡，則需移動游碼使橫梁平衡；
（2）天平平衡時物體的質量等于砝碼質量加游碼在標尺上所對的刻度值；根據圖丙讀出水的體積、水和礦石的總體積，計算出礦石的體積，根據ρ=$\frac{m}{V}$計算出礦石的密度；
（3）根據漂浮的物體受到的浮力等于物體的重力進行分析．

解答 解：
①在稱量礦石的質量時，指針向左偏，則說明礦石的質量比砝碼的質量大一些，所以，接下來的操作是：移動游碼，直到天平平衡，故選C；
②由圖乙知，礦石的質量m=50g+3g=53g；
由圖丙知，水的體積為60ml，水和礦石的體積為80ml，
則礦石的體積V=80ml-60ml=20ml=20cm³；
則礦石的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{53g}{20c{m}^{3}}$=2.65g/cm³；
③如圖丁，在該實驗中，將木塊放入溢水杯中，在排開的水全部流出后，根據阿基米德原理可知G_排=F_浮；木塊在水中漂浮，根據漂浮條件可知F_浮=G_木；
所以，G_木=G_排；
對左盤來說，放入木塊穩定后，由于增加的木塊重力等于減少的溢出水的重力，所以左盤受到壓力與不放木塊時是相同的，則天平橫梁會自動恢復平衡；
綜上所述，如果天平橫梁能夠自動恢復平衡，則可以說明G_木=G_排；
故答案為：①C；②53；2.65；③自動恢復平衡．

點評 根據公式ρ=$\frac{m}{V}$，用天平和量筒測定金屬的密度，需要用天平測量物體的質量，用量筒和水測量物體的體積，然后根據密度公式求出密度，所以有關天平和量筒的使用及讀數是此實驗的重點考查對象．