Question

小明在測量小石塊密度時設計了如下實驗步驟：
①把天平放在水平工作臺上； ②將游碼移至標尺左端的零刻度線處；
③把待測石塊放在左盤中，在右盤中增減砝碼并移動游碼直至天平橫梁平衡，記下石塊的質量m；
④將石塊用細線拴住后，慢慢浸沒到量筒里的水中，記下水面對應的刻度值V；
⑤根據測得的數據計算出金屬塊的密度ρ．
（1）請指出以上設計中缺少的兩個重要步驟和某個需要測量的物理量，要求詳細敘述操作過程并將需要測量的物理量加注字母．
（2）用測得的物理量字母表示該金屬塊的密度ρ=______．
（3）如果石塊具有吸水性，則按小明的方法測出的石塊密度將______（填“偏大”、“偏小”、“不變”）．
（4）要減小由于石塊的吸水性引起的偏差，怎么辦？請設計一種方法．

Answer 1

【答案】分析：（1）①根據天平的正確使用進行判斷：
把天平放在水平臺上，游碼移到標尺左端的零刻度；
調節天平的平衡螺母使天平的橫梁平衡；
物體放在天平的左盤，砝碼放在天平的右盤，使天平的橫梁重新平衡；
物體的質量等于砝碼的質量加游碼對應的刻度值．
②測量石塊的密度時，首先用天平測量石塊的質量，然后量筒中倒入適量的水測量水的體積，再把石塊浸沒在水中，測量水和石塊的總體積，求出石塊的體積．最后根據密度公式求出石塊的密度．
（2）知道石塊的質量和體積，根據密度公式求出石塊密度．
（3）如果石塊吸水會導致水和石塊的總體積變小，石塊的質量不變，導致石塊的密度變大．
（4）由于石塊的吸水性導致石塊體積測量不準確，可以采用測量石塊體積前首先將石塊吸足水，或采用沙子測量石塊的體積．
解答：解：（1）①把天平放在水平臺上，沒有調節天平的橫梁平衡，所以在步驟②、③之間應加入以下步驟：調節天平橫梁上的平衡螺母，使天平的橫梁平衡．
②測量石塊的密度時，要測量石塊的質量和體積，實驗步驟中，只測量了水和石塊的總體積，還要測量石塊浸沒水之前的體積，所以步驟③、④之間應加入以下步驟：在量筒里倒入適量的水，記下水面對應的刻度值V．
（2）石塊的質量是m，石塊的體積是；V_石=V-V，
所以石塊的密度：ρ==．
（3）如果石塊具有吸水性，會導致水和石塊的總體積變小，石塊的質量不變，導致石塊的密度變大．
（4）要減小由于石塊的吸水性引起的偏差，可以采用測量石塊體積前首先將石塊吸足水，或采用沙子測量石塊的體積．
故答案為：（1）在步驟②、③之間應加入以下步驟：調節天平橫梁上的平衡螺母，使天平的橫梁平衡；在步驟③、④之間應加入以下步驟：在量筒里倒入適量的水，記下水面對應的刻度值V；（2）；（3）偏大；（4）在測量石塊的體積前，可以讓石塊先吸足水，再放入量筒中測量體積或用沙子來測體積．
點評：實驗過程中會造成一些誤差，對于測量密度出現的誤差，可以采用分析質量的測量和體積的測量，一般情況下是一者不變，分析另一者的變化，根據密度公式來判斷密度的變化．