Question

1．在測(cè)量鹽水密度的實(shí)驗(yàn)中：

將天平放在水平臺(tái)上，將游碼移動(dòng)到零刻度線處，橫梁靜止時(shí)，指針在如圖甲所示的位置，為使天平再次平衡，應(yīng)將平衡螺母向右端移動(dòng)．
（1）將裝有適量鹽水的杯子放在調(diào)節(jié)好的天平左盤內(nèi)，測(cè)出杯子和鹽水的總質(zhì)量為128g，然后將杯中一部分的鹽水倒入量筒中，如圖乙所示，則量筒中鹽水的體積為60cm³．
（2）將裝有剩余鹽水的杯子放在天平左盤內(nèi)，右盤中砝碼的質(zhì)量和游碼在標(biāo)尺上的位置如圖丙所示時(shí)，天平再一次平衡，則杯子就杯內(nèi)剩余鹽水的總質(zhì)量為62g．
（3）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算鹽水的密度為1.1×10³kg/m³．
（4）在完成上述實(shí)驗(yàn) 后，有同學(xué)想測(cè)量一小塊蠟的密度（其密度小于水），但手中只有如下器材：一量杯、適量的水、細(xì)針、小塊蠟．請(qǐng)你幫助他設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并填寫實(shí)驗(yàn)步驟，用測(cè)量的物理量表示 結(jié)果：
①將兩倍中倒入適量的水，記下體積V₁；
②使蠟塊漂浮在量杯內(nèi)的水面上，記下刻度為V₂；
③用大頭針將蠟塊按住，使其浸沒在水中，記下刻度為V₃；
④ρ_蠟塊=$\frac{{ρ}_{水}（{v}_{2}-{v}_{1}）}{{v}_{3}-{v}_{1}}$．（已知水的密度為ρ_水）

Answer 1

分析 將天平放在水平臺(tái)面上，游碼移到左端零刻度線．當(dāng)橫梁靜止時(shí)，在天平的調(diào)平過程中，指針左偏，說明左盤低，右盤高．哪端的盤較高，平衡力螺母便向哪端調(diào)節(jié)；
（1）在測(cè)量物體的質(zhì)量時(shí)，物體放在左盤中，砝碼放在右盤中．天平平衡時(shí)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．在進(jìn)行量筒的讀數(shù)時(shí)，從圖乙可以讀出量筒內(nèi)鹽水的體積，注意量筒的分度值；
（2）天平平衡時(shí)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）杯子和鹽水的總質(zhì)量減去杯內(nèi)剩余鹽水的總質(zhì)量是量筒中鹽水的質(zhì)量；V是量筒中鹽水的體積．根據(jù)公式ρ=$\frac{m}{v}$計(jì)算鹽水密度；
（4）要測(cè)量蠟塊的密度，需測(cè)出水的體積、水和蠟塊的總體積，根據(jù)密度公式求出蠟塊的密度．

解答 解：將天平放在水平臺(tái)面上，游碼移到左端零刻度線．當(dāng)橫梁靜止時(shí)，在天平的調(diào)平過程中，指針左偏，說明左盤低，右盤高．哪端的盤較高，平衡力螺母便向哪端調(diào)節(jié)．根據(jù)題圖可以知道，指針左偏，因此平衡螺母應(yīng)該向右調(diào)節(jié)；
（1）量筒的分度值為1ml，根據(jù)圖乙可以看出鹽水的體積60ml；
（2）在測(cè)量物體的質(zhì)量時(shí)，物體放在左盤中，砝碼放在右盤中．天平平衡時(shí)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．則剩余的鹽水和杯子的總質(zhì)量為60g+2g=62g．由題意可以知道，倒入量筒內(nèi)的鹽水的質(zhì)量為m=128g-62g=66g．
（3）則鹽水的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{66g}{60c{m}^{3}}$=1.1g/cm³=1.1×10³kg/m³．
（4）蠟塊漂浮在水面上，漂浮時(shí)，F(xiàn)_浮=G_蠟塊．根據(jù)阿基米德原理，F(xiàn)_浮=G_排．因此，漂浮的物體受到的重力等于它排開的液體收到的重力，即G_蠟塊=G_排．所以，m_蠟塊=m_排=ρ_水V_排=ρ_水（V₂-V₁）．蠟塊浸沒時(shí)，排開水的體積等于蠟塊的體積，即V_蠟塊=V_排=V₂-V₁．$\frac{{ρ}_{水}（{v}_{2}-{v}_{1}）}{{v}_{3}-{v}_{1}}$
故蠟塊的密度：ρ_蠟塊=$\frac{{ρ}_{水}（{v}_{2}-{v}_{1}）}{{v}_{3}-{v}_{1}}$．
故答案為：零刻度線處；右；（1）60；（2）62；（3）1.1×10³；（4）②使蠟塊漂浮在量杯內(nèi)的水面上，記下刻度為V₂；③用細(xì)針將蠟塊按住，使其浸沒在水中，記下刻度為V₃；$\frac{{ρ}_{水}（{v}_{2}-{v}_{1}）}{{v}_{3}-{v}_{1}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題涉及到液體的密度的計(jì)算以及漂浮物體的密度的測(cè)量，綜合應(yīng)用到漂浮條件和阿基米德原理的公式．難度中等．