Question

16．小林學習了密度知識后和同學們一起到實驗室動手測出了一個金屬球的密度，以下是他測量密度的實驗步驟：
（1）在使用平衡的托盤天平稱量時，發(fā)現(xiàn)指針的位置如圖（a）所示，此時應(yīng)加質(zhì)量最小的砝碼或向右移動游碼．
（2）由于金屬球體積過大不能直接放進量筒中，采用了下面的方法：
A．在溢水杯中裝滿水，如圖（b）所示；
B．將金屬球用細線系好，把金屬球浸沒在溢水杯中，同時用小燒杯收集從溢水杯流出的水，如圖（c）所示；
C．將小燒杯收集到的水全部倒入量筒中，如圖（d）所示，則金屬球的體積為20cm³．
（3）取出金屬球，用調(diào)節(jié)好的天平測出金屬球的質(zhì)量，當天平平衡時，右盤中砝碼及游碼的位置如圖（e）所示，金屬球的質(zhì)量是54g．由此可知，金屬球的密度為2.7g/cm³．
（4）請你評估，在本次實驗中所測得密度值與真實值比較會偏大（偏大/相等/偏小）．

Answer 1

分析 （1）稱量物體質(zhì)量時，通過加減砝碼和移動游碼使杠桿平衡；
（2）利用排開水的體積等效替代金屬球的體積，通過量筒可讀出體積的大小；
（3）天平在讀數(shù)時應(yīng)將砝碼的質(zhì)量與游碼的示數(shù)相加，再利用密度的公式可計算出金屬球的密度；
（4）評估實驗結(jié)果時，重點分析體積和質(zhì)量在測量過程中，哪些環(huán)節(jié)容易產(chǎn)生誤差，對實驗結(jié)果的影響會怎樣．

解答 解：（1）在稱量時，圖a中指針偏左，說明左側(cè)質(zhì)量大，因此應(yīng)向右盤加質(zhì)量最小的砝碼或向右移動游碼，使天平平衡；
（2）讀圖d可知，量筒中水的體積就是金屬球的體積，為20cm³；
（3）金屬球的質(zhì)量為50g+4g=54g，金屬球的密度ρ═$\frac{m}{V}$=$\frac{54g}{20c{m}^{3}}$=2.7g/cm³；
（4）實驗中，小燒杯收集溢出的水時很難完全收集，在倒入量筒時也很難完全倒凈，造成體積的測量值偏小，因此，影響到最終的密度測量值偏大．
故答案為：（1）加質(zhì)量最小的砝碼；移動游碼；（2）20；（3）54，2.7；（4）偏大．

點評 此實驗中主要考查了天平的調(diào)節(jié)與讀數(shù)、量筒的讀數(shù)、密度公式的運用、實驗誤差的分析等，不過通過此實驗我們更要重點學習一種等效替代的方法，即此實驗中用排開水的體積替代金屬球的體積，值得我們學習的借鑒．