Question

2．某興趣小組測量一種易溶于水且形狀不規則的固體顆粒物質的密度，測量的部分方法和結果如圖1所示

（1）將天平放在水平桌面上，將游碼移至標尺的零刻度線處，然后調節平衡螺母使天平平衡．
（2）用調節好的天平測量適量小顆粒的質量．當天平平衡時，圖2盤中的砝碼和游碼位置如圖3所示，則稱量的顆粒的質量是168g．

（3）因顆粒易溶于水，小組采用圖乙所示方法測量體積，所稱量的顆粒的體積是70cm³．
（4）該物質的密度是2.4×10³kg/m³．
（5）在C步操作中，若搖動不夠充分，鐵砂未充滿顆粒的空隙，則測出的值比實際密度偏小（填“大”或“小”）．

Answer 1

分析 （1）使用天平時，首先應將天平放在水平的桌面上，將游碼調至標尺的零刻度線處，調節平衡螺母，使天平的橫梁平衡；
（2）利用天平稱量物體質量時，物體質量等于砝碼總質量加上游碼所對的刻度．
（3）該固體顆粒物質易溶于水，所以用細鐵砂代替水，通過乙圖中A與C就能算出該固體顆粒物質的體積；
（4）利用密度公式可以求出物質的密度；
（5）如果鐵砂未充滿顆粒的空隙時，測量的物質與細鐵砂的總體積就不準確，這樣計算出的密度就會有誤差；
（6）如果鐵砂較少而沒有完全覆蓋顆粒時，也會使測量的物質與細鐵砂的總體積就不準確，這樣計算出的密度也會有誤差．

解答 解：（1）由題意知，天平使用之前要進行調平，調平時游碼放到標尺的零刻度線處，根據指針的位置移動平衡螺母，直到天平平衡．
（2）砝碼的質量是：165g，游碼的質量是3g，所以物質的質量是：165g+3g=168g；
（3）由乙圖A可知細鐵砂的體積是：90cm³，由C圖可知物質與細鐵砂的總體積是：160cm³，所以該物質的體積是：160cm³-90cm³=70cm³；
（4）該物質的密度是：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{168g}{70c{m}^{3}}$=2.4g/cm³=2.4×10³kg/m³；
（5）當細鐵砂未充滿顆粒的空隙時，測量的物質與細鐵砂的總體積就變大了，由密度公式ρ=$\frac{m}{V}$可知物質的密度就變小了．
故答案為：（1）零刻度線；平衡螺母；（2）168；（3）70；（4）2.4×10³；（5）小．

點評 本題測量顆粒的體積，體現的是一種探究實驗的科學方法：等效替代法．利用排水法測量不規則固體體積屬于等效替代，此題中用細砂替代水也是這種思想的體現．