Question

9．王剛是一名天文愛好者，他淘到一小塊“隕石”，但它的真實(shí)性難以確認(rèn)．王剛對(duì)這塊“隕石”的密度進(jìn)行了測(cè)量：
（1）他把天平放在水平桌面上，調(diào)節(jié)使天平平衡時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針如圖甲所示，則應(yīng)將平衡螺母向右端調(diào)節(jié)，直到指針指向分度盤的中央紅線處．然后將“隕石”放在左盤中，在右盤中增減砝碼，當(dāng)加入最小砝碼5g時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針指在盤中央刻度線仍然如如圖甲所示，他接下來的操作是退下5g的砝碼，然后移動(dòng)游碼，直至天平橫梁再次平衡．
（2）天平平衡后，砝碼質(zhì)量和游碼對(duì)應(yīng)刻度如圖乙所示，則“隕石”的質(zhì)量為62g．
（3）王剛查閱資料發(fā)現(xiàn)“隕石”有吸水性，經(jīng)思考后，他先將“隕石”放入盛水的燒杯中足夠長(zhǎng)時(shí)間，再取出來擦干表面的水，放入盛有40ml水的量筒中，水面升高至如圖丙所示，他這樣做的目的可避免因“隕石”吸水而使其密度測(cè)量值偏大；王剛測(cè)出“隕石”的密度ρ=3.1×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）稱量之前，通過調(diào)節(jié)平衡螺母使天平平衡；稱量過程中，通過在右盤中加減砝碼或移動(dòng)游碼使天平平衡；
（2）物體的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加游碼在標(biāo)尺上所對(duì)的刻度值；
（3）若隕石吸水，測(cè)量的體積偏小，根據(jù)密度公式，密度測(cè)量會(huì)偏大；
根據(jù)圖示讀出水和隕石的總體積，求出隕石的體積，由密度公式求出隕石的密度．

解答 解：（1）由圖甲知，當(dāng)加入最小砝碼時(shí)，指針偏右，說明砝碼質(zhì)量偏大，此時(shí)應(yīng)取下最小砝碼，適當(dāng)向右移動(dòng)游碼直到橫梁平衡．
（2）由圖乙可知，砝碼的質(zhì)量為60g，游碼在稱量標(biāo)尺上對(duì)應(yīng)的示數(shù)為2g，
則“隕石”的質(zhì)量為m=60g+2g=62g．
（3）如果直接放入水中，由于“隕石”吸水導(dǎo)致水和隕石的總體積變小，所以會(huì)使測(cè)得隕石的體積偏小，
根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可知，他這樣做的目的可以避免因“隕石”吸水而使其密度測(cè)量值偏大．
量筒中水的體積V_水=40ml=40cm³，“隕石”放入量筒中后的總體積V_總=60ml=60cm³，
則隕石的體積為：V=V_總-V_水=60cm³-40cm³=20cm³，
故密度為ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{62g}{20c{m}^{3}}$=3.1g/cm³=3.1×10³kg/m³．
故答案為：（1）退下5g的砝碼，然后移動(dòng)游碼，直至天平橫梁再次平衡；
（2）62；
（3）大；3.1×10³．

點(diǎn)評(píng) 此題考查學(xué)生對(duì)于密度測(cè)量實(shí)驗(yàn)的理解和掌握，實(shí)驗(yàn)中注意天平的調(diào)節(jié)和讀數(shù)，以及實(shí)驗(yàn)誤差的分析．本題的易錯(cuò)點(diǎn)是對(duì)誤差的分析，要根據(jù)物體有吸水性認(rèn)真分析．