Question

12．小明同學(xué)想測量一個蘋果的密度，如圖甲所示，實驗時發(fā)現(xiàn)蘋果不能放入量筒中，他想出了如下的測量方法：
（1）將天平水平放置，將游碼放在標(biāo)尺的左端的零刻線處，調(diào)節(jié)平衡螺母，使指針指在分度盤的中線處．
（2）用天平測量出蘋果的質(zhì)量．天平平衡時，右盤中砝碼質(zhì)量及游碼在標(biāo)尺上的位置如圖乙所示．蘋果的質(zhì)量是88g．
（3）把蘋果浸沒在裝滿水的大燒杯中，將排開的水裝入量筒中，如圖丙所示．蘋果的體積是80cm³．
（4）計算出蘋果的密度是1.1×10³kg/m³．
（5）小明又想知道蘋果醋密度有多大，于是找來已知彈簧測力計，細(xì)線、燒杯．
①首先，他將蘋果醋倒入燒杯，將蘋果輕輕放入，通過觀察蘋果在蘋果醋中處于下沉（填“漂浮”、“懸浮”或“下沉”）狀態(tài)，確定了蘋果的密度大于蘋果醋的密度．
②取出蘋果，用細(xì)線將蘋果拴在彈簧測力計上，再將蘋果完全浸沒在蘋果醋中，不要碰到燒杯底和燒杯壁，讀出彈簧測力計的示數(shù)，記為F．
用測得的物理量F結(jié)合前面步驟中的測量的蘋果的質(zhì)量和體積，寫出蘋果醋密度的表達式：ρ_蘋果醋=$\frac{mg-F}{mg}$•ρ．（蘋果的質(zhì)量和體積分別用m，V表示）．

Answer 1

分析 （1）使用天平之前，要對天平進行調(diào)節(jié)平衡，應(yīng)該把天平放置在水平桌面上，把游碼放在標(biāo)尺的零刻線處，然后調(diào)節(jié)螺母使指針對準(zhǔn)刻度盤的中央；
（2）使用天平測量物體質(zhì)量時，被測物體質(zhì)量等于砝碼總質(zhì)量與游碼所對刻度之和；
（3）讀取量筒中液體體積時，首先要明確量筒的分度值，讀數(shù)時視線與液面最凹處相平；
（4）已知蘋果的質(zhì)量和體積，利用公式ρ=$\frac{m}{v}$得到蘋果的密度；
（5）①物體密度大于液體密度，物體會下沉；完全浸沒的物體排開液體的體積等于物體的體積；
②將蘋果浸沒在水中，讀出彈簧測力計的拉力，利用視重法得到蘋果受到的浮力；根據(jù)阿基米德原理變形公式得到蘋果醋的密度．

解答 解：
（1）使用托盤天平應(yīng)把天平放在水平臺上，先把游碼放在標(biāo)尺左端的零刻線處，再調(diào)節(jié)平衡螺母，使指針指在分度盤的中央；
（2）蘋果的質(zhì)量為m=50g+20g+10+8g=88g；
（3）由圖知，量筒的分度值為10cm³，量筒中水的體積，也就是蘋果的體積為V=80cm³；
（4）蘋果的密度為ρ=$\frac{m}{v}$=$\frac{88g}{80c{m}^{3}}$=1.1g/cm³=1.1×10³kg/m³；
（5）①首先，他將蘋果醋倒入燒杯中，將蘋果輕輕放入，通過觀察蘋果在蘋果醋中處于下沉狀態(tài)，確定了蘋果的密度大于蘋果醋的密度；
②取出蘋果，用細(xì)線將蘋果拴在彈簧測力計上，再將蘋果浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)，記為F．
已經(jīng)測得蘋果的質(zhì)量為m，密度為ρ，則
蘋果的體積為V=$\frac{m}{ρ}$，
受到的重力為G=mg；
蘋果受到的浮力為F_浮=G-F=mg-F，
因為F_浮=ρ_液gV_排，
所以蘋果醋的密度為ρ_醋=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{排}}$=$\frac{mg-F}{gV}$=$\frac{mg-F}{g\frac{m}{ρ}}$=$\frac{mg-F}{mg}$•ρ．
故答案為：（1）零刻線；（2）88；（3）80；（4）1.1×10³；（5）①下沉；②浸沒；③$\frac{mg-F}{mg}$•ρ

點評 此題考查了利用天平、量筒測量固體密度和利用稱重法結(jié)合阿基米德原理測量液體密度，屬于基本技能的考查，也是重要物理規(guī)律的應(yīng)用，特別是液體密度的考查，有一定難度．