Question

16．小軍利用天平、水和燒杯來測量一不規(guī)則小石塊的密度，請將他的實驗步驟補充完整．

（1）把托盤天平放在水平臺面上，調整天平底座水平．
（2）將標尺上的游碼移到左端零刻度處，調節(jié)天平的平衡螺母使橫梁平衡．
（3）將小石塊放到已調好的天平的左盤，在右盤中逐漸增減砝碼并通過調節(jié)游碼直到橫梁恢復平衡．
（4）右盤中的砝碼和標尺上的游碼如圖甲所示，則小石塊的質量為62g．
（5）如圖乙所示：
a．往燒杯中加入適量的水，把小石塊浸沒，在水面到達的位置上作標記；
b．取出小石塊，測得燒杯和水的總質量為153g；
c．往燒杯中加水，直到標記處，再測出此時燒杯和水的總質量為183g；
d．計算出小石塊的體積為30cm³．
（6）用密度公式計算出小石塊的密度為2.07 g/cm³．

Answer 1

分析 （1）（2）（3）托盤天平的使用方法：首先把托盤天平放在水平臺面上，調整天平底座水平；然后將標尺上的游碼移到左端零刻度處，調節(jié)天平的平衡螺母使橫梁平衡；在稱量時，將物體放在天平的左盤，砝碼放在右盤，通過增減砝碼和移動游碼，直到橫梁恢復平衡；
（4）在讀數時，將砝碼總質量與游碼示數相加即為被測物體的質量；
（5）根據題中條件求出加入水的質量，利用V=$\frac{m}{ρ}$求出加入水的體積，因為水面仍然與標記相平且最初石塊浸沒在水中，所以石塊的體積就等于加入水的體積（即等效替代法測固體的體積）；
（6）根據ρ=$\frac{m}{V}$計算石塊的密度．

解答 解：
（1）首先把托盤天平放在水平臺面上，調整天平底座水平；
（2）然后將標尺上的游碼移到左端零刻度處，調節(jié)天平的平衡螺母使橫梁平衡；
（3）在稱量時，將小石塊放到天平的左盤，在右盤中逐漸增減砝碼并通過調節(jié)游碼直到橫梁恢復平衡；
（4）圖甲中標尺的分度值為0.2g，游碼左側與2g刻度線對齊，
則小石塊的質量：m_石=50g+10g+2g=62g．
（5）由實驗步驟b、c可知，加入水的質量：m_加水=183g-153g=30g，
在如圖所示的方法中，取出小石塊后，再將水補充到原來的標記處，這樣加入水的體積就等于石塊的體積；
則小石塊的體積：V_石=V_加水=$\frac{{m}_{加水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{30g}{1g/c{m}^{3}}$=30cm³；
（6）小石塊的密度：
ρ_石=$\frac{{m}_{石}}{{V}_{石}}$=$\frac{62g}{30c{m}^{3}}$≈2.07g/cm³．
故答案為：（1）底座；（2）平衡螺母；（3）左盤；（4）62；（5）30；（6）2.07．

點評 本題是測量小石塊密度的實驗，考查了托盤天平的使用規(guī)則以及讀數方法，還考查了利用等效替代法測量石塊的體積，知道加入水的體積等于石塊的體積是解題的關鍵．