Question

小明和小軍在路邊撿到一塊不規(guī)則金屬，想知道它的密度，于是進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，如圖所示。

（1）用天平測(cè)量前，首先要將游標(biāo)尺上的游碼移到 處，然后調(diào)節(jié)平衡螺母使天平平衡．

（2）用天平測(cè)量金屬塊的質(zhì)量，砝碼和游標(biāo)尺上的游碼的示數(shù)如圖1所示，則金屬塊的質(zhì)量為 g．

（3）測(cè)量金屬塊的體積時(shí)，小明進(jìn)行了如下步驟，如圖2所示：

a．往燒杯中加入適量的水，浸沒金屬塊，標(biāo)記水面的位置；

b．取出金屬塊，測(cè)得燒杯和水的總質(zhì)量為113g；

c．往燒杯中加水，直到標(biāo)記處，測(cè)出此時(shí)燒杯和水的總質(zhì)量為143g；

（4）計(jì)算出金屬塊的密度為 g/cm³．

（5）小軍認(rèn)為小明的方法很麻煩，他找來(lái)了燒杯和適量的水，用彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)金屬塊做了兩次測(cè)量，就測(cè)出了金屬塊的密度．那么小軍除了要測(cè)出金屬塊在空氣中的重力G之外，還要測(cè)出 ．金屬塊的密度的表達(dá)式為 ．（用字母表示，水的密度為ρ_水）

Answer 1

零刻度線（1分）72（1分）30(1分）金屬塊浸沒在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F（1分）•ρ_水（1分） 【解析】（1）用天平測(cè)量前，應(yīng)將天平放在水平工作臺(tái)上；將游碼移至標(biāo)尺零刻度線處，調(diào)節(jié)平衡螺母使指針對(duì)準(zhǔn)分度盤中央刻度線；（2）將金屬塊放在天平的左盤，在右盤中用鑷子夾取砝碼，通過(guò)增減砝碼并移動(dòng)游碼的方法，使天平再次平衡；砝碼的質(zhì)量為50g+20g=70g,標(biāo)出的一大格表示1g，一大格被平分為5小格，則天平的分度值為0.2g，游碼所在的位置為2g，則金屬塊的質(zhì)量是72g；（3）往燒杯中加入水的質(zhì)量為m=183g-153g=30g，所以金屬塊的體積V=V_水===30cm³；（4）金屬塊的密度ρ===2.4g/cm³=2.4×10³kg/m³；（5）根據(jù)浮力的知識(shí)，當(dāng)物體完全浸沒時(shí)，V=V_排=，所以測(cè)出金屬塊的重力后，將其完全浸沒在水中，讀出此時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)F，則F_浮=G-F，V=V_排=，所以ρ==。                                                             

【難點(diǎn)突破】本題的難點(diǎn)在于第（5）小題，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量?jī)纱尉涂梢詼y(cè)出金屬塊的密度。要測(cè)得金屬塊的密度，必須知道金屬塊的體積和金屬塊的質(zhì)量，在空氣中可以求得金屬塊的重，根據(jù)公式G=mg，可以求得質(zhì)量，第二次測(cè)量是要測(cè)得金屬塊 的體積，根據(jù)排水法，可測(cè)出金屬塊在浸沒到液體時(shí)所受浮力等于排開液體所受重力，又有隱含條件水的密度ρ=1×10kg/m³，所以根據(jù)公式V_排=，可求得金屬塊體積，則可求得金屬塊的密度為ρ==。