Question

8．小紅物理學習小組在“測量物質的密度”的實驗中，所用器材有天平、小石塊、燒杯、水、細線等，她的實驗過程如下：
（1）調節天平平衡時，應將游碼移至零刻度線處，若發現天平的指針偏向分度盤的右側，應將平衡螺母向左調（填“左”或“右”），直至天平平衡．
（2）用天平測出石塊的質量m₁．
（3）如圖甲所示，將燒杯中裝入適量的水，置于天平上，平衡時的讀數為m₂．
（4）如圖乙所示，接著用細線將石塊拴住，使之完全浸沒在上述燒杯的水中，天平平衡時的讀數為m₃（此時手向上拉住細線另一端，石塊不觸杯壁和杯底，水不外溢）．
（5）若水的密度為ρ_水，則石塊的體積為$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{ρ}_{水}}$．
（6）石塊的密度表達式為ρ_石=$\frac{{m}_{1}{ρ}_{水}}{{m}_{3}-{m}_{2}}$．
（7）此實驗過程中若將（3）（4）順序對換，則所測密度的誤差是偏小（選填“大”或“小”）

Answer 1

分析 （1）將天平放在水平臺上后，將游碼移至左端的零刻線，指針偏右說明左盤高，平衡螺母向左調；
（5）用細線將石塊拴住，使之完全浸沒在上述燒杯的水中，天平平衡時的讀數為m₃（此時手向上拉住細線另一端，石塊不觸杯壁和杯底，水不外溢），排開水的質量為（3）（4）質量之差，利用排開水的體積即為石塊的體積，結合密度公式求出體積；
（6）利用密度公式表達石塊的密度；
（7）若對換步驟順序，從排開水的體積變化入手分析測量體積變化，分析密度變化．

解答 解：（1）調節天平前，將天平放在水平桌面上，游碼移到標尺的零刻度線處；
若發現天平的指針偏向分度盤的右側，平衡螺母應向左調；
解：（1）調節天平平衡時，應將游碼移至零刻度線處，若發現天平的指針偏向分度盤的右側，應將平衡螺母向左調，直至天平平衡；
（5）用細線將石塊拴住，使之完全浸沒在上述燒杯的水中，天平平衡時的讀數為m₃（此時手向上拉住細線另一端，石塊不觸杯壁和杯底，水不外溢），排開水的質量為m_排=m₃-m₂；若水的密度為ρ_水，石塊的體積為V_石=V_排=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{ρ}_{水}}$．
（6）石塊的密度ρ_石塊=$\frac{{m}_{石}}{{V}_{石}}$=$\frac{{m}_{1}}{\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{1}{ρ}_{水}}{{m}_{3}-{m}_{2}}$，
（7）此實驗過程中若將（3）（4）順序對換，則所測水與燒杯的質量m₂變小，因為提出石塊時會有水帶出，則所測排開水的體積變大，因此測得的石塊的體積變大，故測量石塊的密度偏小．
故答案為：（1）零刻度線；左；
（5）$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{ρ}_{水}}$；
（6）$\frac{{m}_{1}{ρ}_{水}}{{m}_{3}-{m}_{2}}$；
（7）小．

點評 此題主要考查學生對于測量密度實驗的理解和掌握，天平的調解、利用轉換思維求體積是重點與難點．