Question

在“測(cè)量小木塊的密度”的實(shí)驗(yàn)中，提供的器材有：天平、量筒、小木塊、細(xì)長(zhǎng)鐵絲、溢水杯、水．
（1）首先把天平放在水平的桌面上，然后將游碼移至稱量標(biāo)尺左端的刻度線，若發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)情況如圖（甲）所示，應(yīng)將天平的平衡螺母向調(diào)

 

（選填“右”或“左”），直至指針對(duì)準(zhǔn)分度標(biāo)尺的中央刻度線．

（2）用已調(diào)節(jié)好的天平測(cè)量小木塊的質(zhì)量，當(dāng)天平平衡時(shí)，右盤中砝碼的質(zhì)量和游碼的位置如圖（乙）所示，小木塊的質(zhì)量m=

 

g；用量筒測(cè)量小木塊的體積如圖（丙）所示，小木塊的體積V=

 

cm³；小木塊的密度ρ=

 

g/cm³．
（3）如果缺少天平，如何利用剩下的器材測(cè)出小木塊的質(zhì)量？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案并寫出小木塊質(zhì)量m的表達(dá)式．（已知水的密度為ρ_水）

Answer 1

分析：（1）對(duì)天平的調(diào)節(jié)和使用的方法為“水平放置游碼零，指針居中橫梁平（衡）；左物右碼輕放置，質(zhì)量等于砝（碼）游（碼）和”．即天平測(cè)量物體質(zhì)量前要調(diào)節(jié)橫梁平衡，先將游碼移至零刻度線；天平的調(diào)節(jié)原則是：左偏右調(diào)，右偏左調(diào)，先快后慢；
（2）根據(jù)天平的讀數(shù)方法，物體的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加上游碼所對(duì)刻度，而要準(zhǔn)確讀出游碼所對(duì)刻度，必須明確標(biāo)尺的分度值及以游碼左端所對(duì)刻度為準(zhǔn)．如圖本標(biāo)尺的分度值是0.2g．
用排水法測(cè)量小木塊的體積，讀取小木塊的體積時(shí)，視線與液面（凹液面的底部）相平．先測(cè)量量筒水的體積V₁，然后測(cè)量小木塊和水的總體積V₂，V_木=V₂-V₁．
利用密度公式ρ=

m

v

，已知木塊質(zhì)量、體積，求出木塊密度．
（3）根據(jù)阿基米德原理，利用溢水杯、量筒，已知密度的水，進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)浮力知識(shí)，根據(jù)浮力知識(shí)，小木塊的質(zhì)量m等于木塊塊放入溢水杯中漂浮在水面上時(shí)排開(kāi)的水的質(zhì)量．

解答：解：（1）天平的調(diào)節(jié)和使用方法，天平先水平放置，游碼移至零刻度線，天平的調(diào)節(jié)原則是：左偏右調(diào)，右偏左調(diào)，先快后慢；所以據(jù)圖知指針右偏，應(yīng)向左移動(dòng)平衡螺母．
故答案為：零，左；
（2）根據(jù)天平的讀數(shù)方法，m_木=游碼質(zhì)量+游碼對(duì)應(yīng)刻度值=5g+1.2g=6.2g；
根據(jù)量筒的讀數(shù)方法，視線與液面凹面底部平行，水的體積V₁=30ml，木塊和水的總體積V₂=40ml，∴V_木=V₂-V₁=40ml-30ml=10ml=10cm³；
根據(jù)密度公式ρ=

m

v

，已知木塊質(zhì)量m_木=6.2g，木塊體積V_木=10cm³，
∴ρ_木=

6.2g

10cm3

=0.62g∕cm³；
故答案為：6.2，10，0.62；
（3）根據(jù)阿基米德原理，利用溢水杯、量筒、已知密度的水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，把小木塊放入裝滿水的溢水杯中，用量筒承接溢出來(lái)的水，測(cè)出此時(shí)量筒內(nèi)水的體積V_水，
根據(jù)浮力知識(shí)G=F_浮=ρ_水gv_水
則小木塊的質(zhì)量m_木=ρ_水V_水
答：方案：把小木塊放入裝滿水的溢水杯中，用量筒承接溢出來(lái)的水，測(cè)出此時(shí)量筒內(nèi)水的體積V_水，則小木塊的質(zhì)量m_木=ρ_水V_水．

點(diǎn)評(píng)：此題是一個(gè)綜合密度、浮力的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)題，測(cè)固體密度的方法步驟：①用天平測(cè)出固體的質(zhì)量m；②根據(jù)排水法用量筒測(cè)出固體的體積V；③用公式ρ=

m

V

計(jì)算固體的密度；當(dāng)固體漂浮在水面上時(shí)，固體的質(zhì)量等于它排開(kāi)的水的質(zhì)量．