Question

19．同學們在實驗室里測某種小礦石的密度，選用天平、量筒、小礦石、細線、燒杯和水，進行了如下的實驗操作：
A．將小礦石用細線系好后慢慢地放入量筒中并記下總的體積．
B．把游碼放在標尺的零刻度線處，調(diào)節(jié)橫梁上的螺母，使橫梁平衡．
C．把天平放在水平桌面上．
D．將小礦石放在左盤中，在右盤中增減砝碼并移動游碼直至橫梁平衡．
E．在量筒中倒入適量的水并記下水的體積．
（1）正確的實驗操作順序是：CBDEA（只填字母序號）．
（2）在調(diào)節(jié)天平時，發(fā)現(xiàn)指針位置如圖甲所示，此時應將平衡螺母向左調(diào)（選填“左”或“右”）．
（3）用調(diào)節(jié)好的天平稱小礦石的質(zhì)量．天平平衡時，放在右盤中的砝碼和游碼的位置如圖乙所示；量筒量出小礦石的體積如圖丙所示，由此可知，小礦石的密度ρ=3.1×10³kg/m³．
（4）實驗中，由于小英同學不小心把量筒打碎了，但實驗室里已沒有量筒了，老師就給她增加了一個溢水杯．現(xiàn)請你幫她想辦法測出小礦石的體積，寫出簡要的實驗步驟以及礦石體積表達式．

Answer 1

分析 （1）測固體的密度是公式ρ=$\frac{m}{V}$的典型應用，需要用天平測出固體的質(zhì)量，用量筒測出固體的體積；
（2）天平橫梁類似于“蹺蹺板”，指針指向刻度盤中央哪側(cè)，哪側(cè)的盤就較低；
（3）天平的分度值為0.2g，小礦石質(zhì)量m等于砝碼質(zhì)量加游碼對應的刻度值，
量筒的分度值為4ml，小礦石體積V等于量筒的液面的兩次讀數(shù)之差，用公式ρ=$\frac{m}{V}$算出小礦石的密度．
（4）在學習了密度的知識后，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$得V=$\frac{m}{ρ}$，若知道水的質(zhì)量，則可以知道水的體積．可以根據(jù)石塊排開水的質(zhì)量計算出排開水的體積，從而得知小石塊的體積．

解答 解：（1）測固體密度的基本方法是：將天平放到水平桌面上，將游碼撥到零刻度線，調(diào)節(jié)平衡螺母使橫梁平衡；用天平測出固體的質(zhì)量m，根據(jù)排水法用量筒測出固體的體積V，代入公式ρ=$\frac{m}{V}$算出固體的密度．
因此正確的實驗操作順序是CBDEA；
（2）指針指向刻度盤右側(cè)，右盤較低；此時應將右邊的平衡螺母向左調(diào)，
（3）①小礦石的質(zhì)量m=50g+10g+2g=62g，小礦石的體積V=80ml-60ml=20ml=20cm³，
小礦石的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{62g}{20c{m}^{3}}$=3.1g/cm³=3.1×10³kg/m³．
（4）①用天平測出礦石的質(zhì)量m，
②用天平測出空燒杯的質(zhì)量m₁；
③在溢水杯中裝滿水，將小礦石慢慢浸沒在溢水杯中，用天平測出溢出的水和燒杯的總的質(zhì)量m₂；
④則V=V_水=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$．小礦石的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{m}{\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{m}{{m}_{2}-{m}_{1}}$•ρ_水．
故答案為：（1）CBDEA；（2）左；（3）3.1×10³；（4）見上述步驟；$\frac{m}{{m}_{2}-{m}_{1}}$•ρ_水

點評 測固體密度的基本方法是：用天平測出固體的質(zhì)量m，根據(jù)排水法用量筒測出固體的體積V，代入公式ρ=$\frac{m}{V}$算出固體的密度，在具體問題中，要能找出不必要的步驟，能排列正確的實驗步驟，能正確讀出質(zhì)量、體積數(shù)值，用公式ρ=$\frac{m}{V}$算出固體的密度．