Question

8．小楠同學(xué)想測出一個塑料球的密度，但是他發(fā)現(xiàn)塑料球放在水中會漂浮在水面上，無法測出它的體積，于是小楠設(shè)計了以下實驗步驟，如圖所示．

A．用天平測量塑料球的質(zhì)量，天平平衡時右盤中的砝碼和標尺上的游碼位置如圖A所示，記錄塑料球質(zhì)量為m；
B．用細線在塑料球下吊一個小鐵塊放入水中，靜止時如圖B所示，記錄此時量筒的示數(shù)為V₁；
C．把適量的水倒進量筒中如圖C所示，記錄此時量筒的示數(shù)為V₂；
D．把小鐵塊單獨放入水中靜止時如圖D所示，記錄此時量筒示數(shù)的為V₃；
E．利用密度公式計算出結(jié)果．
根據(jù)上述實驗過程，回答下列問題：
（1）請你按正確的操作過程幫他重新排列實驗步驟序號ACDBE （只填字母序號）
（2）將托盤天平放在水平桌面上，將標尺上的游碼移到零刻度處，發(fā)現(xiàn)指針偏向分度盤的右側(cè)，此時應(yīng)將平衡螺母 （“平衡螺母”或“游碼”）向左端調(diào)節(jié)，直到指針指向分度盤的中央；
（3）在測量塑料球的質(zhì)量時，向右盤中添加砝碼，當加上最小砝碼后，發(fā)現(xiàn)指針仍指向分度盤右側(cè)的位置，如圖E所示，則接下去應(yīng)完成的操作是：取出最小的砝碼，然后向右移動游碼，直至天平橫梁平衡．
（4）實驗中使用天平測出塑料球的質(zhì)量m=15.6g，塑料球的體積V=20cm³，計算出塑料球的密ρ=0.78×10³kg/m³．
（5）小明測出另一個由同種材料做成的塑料球質(zhì)量為62.4g，體積為120cm³，則這個塑料球的空心體積至少為40cm³．

Answer 1

分析 （1）測量固體的密度（固體不溶于水）：應(yīng)先測量固體的質(zhì)量，然后在量筒中倒入適量的水測量水的體積，把固體浸沒在水中，測量水和固體的體積，進而求出固體的體積，再根據(jù)密度公式計算；
（2）天平是測量物體質(zhì)量的工具，使用前要調(diào)節(jié)橫梁平衡，先將游碼移至零刻度線，再根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)；天平的調(diào)節(jié)原則是：左偏右調(diào)，右偏左調(diào)，先快后慢；
（3）天平指針偏向分度盤的右側(cè)，說明右盤砝碼質(zhì)量過大，應(yīng)取出右盤質(zhì)量最小的砝碼，然后移動天平橫梁標尺上的游碼，使天平平衡；
（4）塑料球的質(zhì)量等于天平砝碼和游碼的質(zhì)量之和，根據(jù)分度值讀出圖B和圖D中量筒的示數(shù)，兩者差值即為塑料球的體積，根據(jù)密度公式求出塑料球的密度；
（5）由密度公式計算實心部分的體積，由V_空=V-V_實計算空心體積．

解答 解：
（1）如果先測量塑料球的體積，再測塑料球的質(zhì)量時，塑料球上面會沾有水，使塑料球的質(zhì)量偏大，影響測量結(jié)果，經(jīng)分析得，正確的順序為：
A．用天平測量塑料球的質(zhì)量，天平平衡時右盤中的砝碼和標尺上的游碼位置如圖A所示，記錄塑料球質(zhì)量為m；
C．把適量的水倒進量筒中如圖C所示，記錄此時量筒的示數(shù)為V₂；
D．把小鐵塊單獨放入水中靜止時如圖D所示，記錄此時量筒示數(shù)的為V₃；
B．用細線在塑料球下吊一個小鐵塊放入水中，靜止時如圖B所示，記錄此時量筒的示數(shù)為V₁；
E．利用密度公式計算出結(jié)果．
所以實驗步驟序號為：ACDBE；
（2）用天平測量物體的質(zhì)量時，把天平放在水平臺上，游碼放在標尺左端的零刻線處，然后調(diào)節(jié)平衡螺母，使使指針對準分度盤的中線；圖E中，指針偏向分度盤的右側(cè)，應(yīng)將平衡螺母向左移動；
（3）測量時指針偏向分度盤的右側(cè)，說明右側(cè)質(zhì)量大，應(yīng)取出最小的砝碼，然后向右移動游碼，直至天平橫梁平衡；
（4）由圖A可知，塑料球的質(zhì)量：m=10g+5g+0.6g=15.6g，
量程的分度值為2mL，由圖B和圖D可知，塑料球的體積：V=V_B-V_D=70mL-50mL=20mL=20cm³，
則塑料球的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{15.6g}{20c{m}^{3}}$=0.78g/cm³=0.78×10³kg/m³；
（5）由密度公式可得62.4g這種材料的體積，即實心部分體積：V_實=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{62.4g}{0.78g/c{m}^{3}}$=80cm³，
所以這個塑料球的空心體積：V_空=V-V_實=120cm³-80cm³=40cm³．
故答案為：（1）ACDBE；（2）平衡螺母；左；（3）取出最小的砝碼，然后向右移動游碼，直至天平橫梁平衡；（4）15.6；20；0.78×10³；（5）40．

點評 本題考查了量筒與天平的使用及讀數(shù)，密度公式的應(yīng)用等問題．量筒是初中物理中的常用測量儀器，注意其量程和分度值，讀數(shù)時，視線要與凹液面保持相平；使用天平需要注意：平衡螺母只是調(diào)節(jié)平衡，在測量過程中不能移動位置；游碼位置的改變相當于在右盤中增減砝碼，調(diào)平過程中需要固定在零刻度線處．