Question

4．如圖，小明利用一個燒杯、天平、水，測出了一小塊不規(guī)則小石塊的密度．請將他的步驟補充完整．

（1）把托盤天平放在水平臺上，將標尺上的游碼移到左端零刻度處處，若在調(diào)節(jié)平衡螺母，使天平平衡．
（2）用天平測量小石塊的質(zhì)量，天平平衡時，右盤中的砝碼和標尺上的游碼如圖甲所示，則小石塊的質(zhì)量為52g．
（3）如圖乙所示，A、往燒杯中加入適量的水，把小石塊浸沒，在水面到達的位置做標記；B、取出小石塊，測得燒杯和水的總質(zhì)量為122g；C、往燒杯中加水，直到水面達到標記處，再測出此時燒杯和水的總質(zhì)量為142g．
（4）計算出小石塊的體積為20cm³．
（5）用密度公式計算出小石塊的密度為2.6×10³kg/m³；
（6）對實驗的過程進行仔細分析后，可以發(fā)現(xiàn)容易引起本實驗誤差的因素很多，請寫出其中的一條將石塊從杯中取出時，會附著一些水，從而使加的水的質(zhì)量增大，使石塊的體積增大，導致石塊的密度變小．

Answer 1

分析 （1）對天平的調(diào)節(jié)和使用的方法為“水平放置游碼零，指針居中橫梁平（衡）；左物右碼輕放置，質(zhì)量等于砝（碼）游（碼）和”．即天平測量物體質(zhì)量前要調(diào)節(jié)橫梁平衡，先將游碼移至零刻度線；
（2）根據(jù)天平的讀數(shù)方法，物體的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加上游碼所對刻度，而要準確讀出游碼所對刻度，必須明確標尺的分度值及以游碼左端所對刻度為準．
（3）石塊的體積等于燒杯中加倒水入的體積．
（4）石塊的體積與倒入水的體積相同，我們可以根據(jù)燒杯中倒水前后的質(zhì)量，根據(jù)密度公式，求出倒入水的體積；
（5）根據(jù)密度公式，已知石塊的質(zhì)量，體積，求出石塊的密度．
（6）從實驗操作的環(huán)節(jié)中可以看出，取出石塊時，石塊上會帶有水，這會影響體積的測量結(jié)果．

解答 解：（1）根據(jù)天平的調(diào)節(jié)和使用方法，天平測量物體質(zhì)量前要調(diào)節(jié)橫梁平衡，先將游碼移至零刻度線；
（2）根據(jù)天平的讀數(shù)方法，如圖所示，本游碼標尺的分度值是0.2g，則m_石=游碼質(zhì)量+游碼對應刻度值=50g+2g=52g；
（3）根據(jù)圖示，我們可以發(fā)現(xiàn)，石塊的體積就是要加入水的體積，也就是要使取出石塊燒杯中水的水面與石塊在燒杯中水的標記相平，
（4）已知燒杯和水質(zhì)量m₁=122g，加入水與標記相平時，燒杯和水的質(zhì)量m₂=142g，
加入水的質(zhì)量m_加=m₂-m₁=142g-122g=20g；
根據(jù)密度公式ρ=$\frac{m}{V}$，已知水的密度是常量，即1.0g∕cm³，
V_加=$\frac{{m}_{加}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{20g}{1.0g/c{m}^{3}}$=20cm³
又因為V_石=V_加
所以V_石=20cm³
（5）根據(jù)密度公式ρ=$\frac{m}{V}$，已知石塊質(zhì)量m_石=52g，石塊體積V_石=20cm³
所以ρ_石=$\frac{{m}_{石}}{{V}_{石}}$=$\frac{52g}{20c{m}^{3}}$=2.6g∕cm³=2.6×10³kg∕m³
（6）測出的密度比實際值偏小，因為從燒杯中取出石塊時，帶走了一部分水．使得石塊的體積最終的測量值偏大
故答案為：（1）左端零刻度處； （2）52；（3）水面達到標記處； （4）20；（5）2.6×10³；
（6）將石塊從杯中取出時，會附著一些水，從而使加的水的質(zhì)量增大，使石塊的體積增大，導致石塊的密度變�。�

點評 本題中天平使用、固體密度的測量屬基礎問題，因初中物理對固體密度的測量要求較高，體積用到補充水的方法，給本題帶來了一定難度．