Question

11．一次課外小組活動中，小明同學做“測石塊密度”的實驗，實驗器材：托盤天平（沒有砝碼）、量筒、水、兩個相同的燒杯、塑料繩、小石塊（不吸水）．請幫小明完成實驗步驟：
（1）將天平放在水平臺上，調(diào)節(jié)天平橫梁平衡時，發(fā)現(xiàn)指針偏向分度盤中央刻度線的左側(cè)，此時應(yīng)將平衡螺母向右（選填“左”或“右”）移動；
（2）將一只空燒杯和小石塊放在天平左盤，右盤內(nèi)放相同的燒杯，并在杯內(nèi)加水，直到天平重新平衡；
（3）將右盤燒杯中的水倒入量筒中，記下量筒中水的體積V₀；
（4）量筒中加入適量水，記下水的體積V₁；
（5）用塑料繩系住小石塊，使其浸沒在量筒水中，讀出水面所對的刻度值V₂；
（6）石塊密度ρ_石=$\frac{{ρ}_{水}{V}_{0}}{{V}_{2}-{V}_{1}}$．（水的密度用ρ_水表示）
[拓展]（1）實驗中，小明測得的石塊密度與真實值相比偏�。ㄌ睢捌�大”或“偏小”）
（2）小明借助現(xiàn)有器材，測量出某液體的密度．操作完成（1）-（3）步后，他將水換成某液體，重復第（2）、（3）步，并記下量筒中液體的體積V₄，則該液體的密度用ρ_水及相關(guān)已知量的字母表示為ρ_液=$\frac{{ρ}_{水}{V}_{0}}{{V}_{4}}$．

Answer 1

分析 （1）先將天平放在水平臺上，然后調(diào)節(jié)天平平衡，調(diào)節(jié)時要將平衡螺母向指針偏轉(zhuǎn)的相反方向調(diào)節(jié)；
（2）測量小石塊的質(zhì)量和體積，根據(jù)密度公式求小石塊的密度．
測量小石塊的質(zhì)量：天平?jīng)]有砝碼，不變按照常規(guī)進行測量，把天平的橫梁調(diào)平之后，左右兩盤放相同燒杯，左盤再放小石塊，右盤燒杯中倒水，使天平橫梁重新平衡．即可測得水的質(zhì)量等于小石塊的質(zhì)量．把水倒入量筒，測量體積，知道水的密度，可以求出水的質(zhì)量．
測量小石塊的體積：量筒中倒入適量的水記下體積，把小石塊用細線拴好，浸沒在水中，記下水和小石塊的總體積，可以求出小石塊的體積．
[拓展]（1）實驗中，將右盤燒杯中的水倒入量筒中時，倒不干凈，燒杯內(nèi)壁會沾有水；
（2）操作完成（1）-（3）步后，他將水換成某液體，重復第（2）、（3）步，并記下量筒中液體的體積V₄，根據(jù)由ρ=$\frac{m}{V}$可求得該液體的密度．

解答 解：
（1）將托盤天平放在水平臺面上，將游碼調(diào)到標尺左端的零刻度處，調(diào)節(jié)天平在水平面上平衡時要將平衡螺母向指針偏轉(zhuǎn)的相反方向調(diào)節(jié)，指針偏向分度盤的左側(cè)，所以應(yīng)向右調(diào)節(jié)平衡螺母．
（2）將一只空燒杯和小石塊放在左盤，由于天平?jīng)]有砝碼，要測石塊的質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化為測水的質(zhì)量；則應(yīng)在右盤內(nèi)放相同的燒杯，并在杯內(nèi)加水，直到天平重新平衡；所以，右盤燒杯中水的質(zhì)量等于小石塊的質(zhì)量．
（3）將右盤杯中的水倒入量筒中，記下量筒中水的體積V₀；
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，小石塊的質(zhì)量m=m_水=ρ_水V₀；
（4）在量筒中盛適量水，記下水的體積V₁；
（5）用細線系住小石塊，使其浸沒在量筒水中，讀出水面所對的刻度值V₂；
則由排水法可知，小石塊的體積V=V₂-V₁，
（6）因為小石塊的質(zhì)量m=m_水=ρ_水V₀，小石塊的體積V=V₂-V₁，
則小石塊的密度：ρ_石=$\frac{m}{V}$=$\frac{{ρ}_{水}{V}_{0}}{{V}_{2}-{V}_{1}}$．
[拓展]
（1）實驗中，將右盤燒杯中的水倒入量筒中時，倒不干凈，燒杯內(nèi)壁會沾有水，則測得燒杯中水的體積V₀偏小，從而導致測得小石塊的質(zhì)量m=m_水=ρ_水V₀偏小，由ρ=$\frac{m}{V}$可知，小明測得的石塊密度與真實值相比偏�。�
（2）小明借助現(xiàn)有器材，測量出某液體的密度．操作完成（1）-（3）步后，他將水換成某液體，重復第（2）、（3）步；
則液體的質(zhì)量m_液=m_水=ρ_水V₀，液體的體積V_液=V₄，
所以，該液體的密度ρ_液=$\frac{{m}_{液}}{{V}_{液}}$=$\frac{{ρ}_{水}{V}_{0}}{{V}_{4}}$．
故答案為：
（1）右；
（2）右盤內(nèi)放相同的燒杯，并在杯內(nèi)加水；
（3）將右盤燒杯中的水倒入量筒中；
（6）$\frac{{ρ}_{水}{V}_{0}}{{V}_{2}-{V}_{1}}$；
【拓展】（1）偏小；（2）$\frac{{ρ}_{水}{V}_{0}}{{V}_{4}}$．

點評 本題考查了對固體密度測量實驗的理解；天平?jīng)]有砝碼，無法直接測量小石塊的質(zhì)量，利用等效替代的方法，用水的質(zhì)量等于小石塊的質(zhì)量，再測量水的體積，根據(jù)密度的導出公式，求出水的質(zhì)量，即小石塊的質(zhì)量，這是本題的關(guān)鍵．