Question

11．在“測量物質(zhì)密度”的實(shí)驗(yàn)中，小李所用的器材有：天平、小石塊、燒杯、水、細(xì)線等，實(shí)驗(yàn)過程如下：

（1）把天平放在水平桌面上，將游碼移至零刻度線處，調(diào)節(jié)平衡螺母使天平在水平位置平衡．
（2）用天平測出石塊的質(zhì)量m₀．
（3）如圖1所示，將燒杯中裝入適量的水，置于天平上，平衡時(shí)的讀數(shù)為m₁．
（4）如圖2所示，接著用細(xì)線將石塊栓住，使之完全浸沒在上述燒杯的水中，天平平衡時(shí)的讀數(shù)為m₂（此時(shí)手向上拉住細(xì)線另一端，石塊不接觸杯壁和杯底，水不外溢）．
（5）若水的密度為ρ_水，則石塊排開水的質(zhì)量為m₂-m₁，石塊的體積為$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$．
（6）石塊的密度表達(dá)式為ρ_石=$\frac{{m}_{1}{ρ}_{水}}{{m}_{2}-{m}_{1}}$．
（7）此實(shí)驗(yàn)過程中若將（3）（4）順序?qū)�換，則所測密度值小于（選填“大于”、“等于”或“小于”）真實(shí)值．

Answer 1

分析 （1）天平的使用過程是這樣的：將天平放在水平桌面上，先將游碼歸零，而后調(diào)節(jié)橫梁右端的平衡螺母使得天平平衡，將被測物體放進(jìn)左盤中，向右盤中加減砝碼，同時(shí)移動(dòng)游碼，使得天平再次平衡，將天平右盤中所有砝碼的質(zhì)量與游碼所對應(yīng)的示數(shù)相加即為待測物體的質(zhì)量；調(diào)節(jié)天平時(shí)，應(yīng)將平衡螺母向指針偏轉(zhuǎn)的對側(cè)移動(dòng)；
（5）用細(xì)線將石塊拴住，使之完全浸沒在上述燒杯的水中，天平平衡時(shí)的讀數(shù)為m₂（此時(shí)手向上拉住細(xì)線另一端，石塊不觸杯壁和杯底，水不外溢），排開水的質(zhì)量為（3）、（4）質(zhì)量之差，排開水的體積即為石塊的體積，結(jié)合密度公式求出體積；
（6）利用密度公式表達(dá)石塊的密度；
（7）若對換步驟順序，從排開水的體積變化入手分析測量體積變化，分析密度變化．

解答 解：
（1）把天平放在水平臺上，將游碼移至零刻度線處，然后調(diào)節(jié)平衡螺母，使天平橫梁平衡；
（5）用細(xì)線將石塊拴住，使之完全浸沒在上述燒杯的水中，天平平衡時(shí)的讀數(shù)為m₂（此時(shí)手向上拉住細(xì)線另一端，石塊不觸杯壁和杯底，水不外溢），排開水的質(zhì)量為m_排=m₂-m₁；
若水的密度為ρ_水，石塊的體積：V_石=V_排=$\frac{{m}_{排}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$，
（6）石塊的密度：ρ_石=$\frac{{m}_{石}}{{V}_{石}}$=$\frac{{m}_{1}}{\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{1}{ρ}_{水}}{{m}_{2}-{m}_{1}}$；
（7）此實(shí)驗(yàn)過程中若將（3）（4）順序?qū)�換，因?yàn)樘岢鍪瘔K時(shí)會有水帶出，所以測得水與燒杯的總質(zhì)量m₂偏小，則所測排開水的體積偏大，因此測得石塊的體積偏大，故測得石塊的密度偏�。�
故答案為：（1）零刻度線；平衡螺母；（5）m₂-m₁；$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$；（6）$\frac{{m}_{1}{ρ}_{水}}{{m}_{2}-{m}_{1}}$；（7）小于．

點(diǎn)評 此題主要考查學(xué)生對于測量密度實(shí)驗(yàn)的理解和掌握，天平的調(diào)解、利用轉(zhuǎn)換思維求體積是重點(diǎn)與難點(diǎn)．