Question

在測(cè)量一種合金塊密度的實(shí)驗(yàn)中：

（1）調(diào)節(jié)天平時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針偏向分度盤的右側(cè)，如圖甲所示，此時(shí)應(yīng)將平衡螺母向______（填“右”或“左”）旋動(dòng)；
（2）用正確的方法稱合金塊的質(zhì)量，平衡時(shí)放在盤中的砝碼和游碼在標(biāo)尺上的位置如圖乙所示，則合金塊的質(zhì)量為______g；
（3）用細(xì)線拴好合金塊，把它放入盛有30mL水的量筒中，水面到達(dá)的位置如圖丙所示，則合金塊的體積為______cm³，合金塊的密度為______g/cm³．
（4）請(qǐng)利用以下的器材：合金塊、天平（含砝碼）、一個(gè)燒杯、足量的水、細(xì)線．再設(shè)計(jì)出一種測(cè)量合金塊密度的實(shí)驗(yàn)方案．要求：寫出方案的實(shí)驗(yàn)步驟及合金塊密度的表達(dá)式（用測(cè)量量和已知量表示）．
①實(shí)驗(yàn)步驟：______；
②合金密度的表達(dá)式：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）調(diào)節(jié)平天時(shí)應(yīng)向指針偏轉(zhuǎn)的對(duì)側(cè)移動(dòng)平衡螺母；
（2）讀天平示數(shù)時(shí)應(yīng)將砝碼質(zhì)量與游碼示數(shù)相加；
（3）讀量筒內(nèi)合金塊和水的總體積時(shí)視線應(yīng)與凹液面相平，讀出總體積后，合金塊和水的總體積與水的體積差，即為合金塊的體積；
利用密度的公式ρ=可求出其密度；
（4）要測(cè)量合金塊的密度，需測(cè)出合金塊的質(zhì)量和體積，根據(jù)密度公式即可求出合金塊的密度．
器材中沒有測(cè)量體積的量筒，所以需要間接測(cè)量合金塊的體積是關(guān)鍵．方法有兩個(gè)：
①采用浮力方法：燒杯中倒入適量的水放在天平左盤，右盤放砝碼天平平衡．細(xì)線系好合金塊浸沒在水中但是不碰到燒杯底．右盤增加砝碼，增加的砝碼的質(zhì)量等于合金塊排開水的質(zhì)量．根據(jù)密度公式可求出合金塊排開水的體積等于合金塊的體積．
②等效替代的方法：燒杯中裝滿水，把合金塊浸沒在水中，合金塊的質(zhì)量+裝滿水的燒杯的質(zhì)量=合金塊浸沒在裝滿水的燒杯中后燒杯、水、合金塊的總質(zhì)量+溢出水的質(zhì)量，所以溢出水的質(zhì)量=合金塊的質(zhì)量+裝滿水的燒杯的質(zhì)量-合金塊浸沒在裝滿水的燒杯中后燒杯、水、合金塊的總質(zhì)量，根據(jù)密度公式求出溢出水的體積，即等于合金塊的體積．
解答：解：（1）圖中指針偏右，應(yīng)將平衡螺母向左調(diào)節(jié)；
（2）圖中天平的示數(shù)為m=20g+20g++5g+2.4g=47.4g；
（3）合金塊的體積V=40cm³-30cm³=10cm³；
合金塊的密度ρ===4.74g/cm³；
（4）①實(shí)驗(yàn)方案一步驟：
a、用天平稱出合金塊的質(zhì)量m；
b、在燒杯中倒入適量的水，稱出其質(zhì)量m₁；
c、燒杯仍放在天平左盤，用細(xì)線將合金塊系好后，手提細(xì)線使合金塊浸沒在此燒杯的水中并保持靜止（水無(wú)溢出且合金塊不接觸燒杯）．天平平衡時(shí)的稱量值為m₂．
②合金塊密度：ρ=．
（①實(shí)驗(yàn)方案二步驟：
a、用天平稱出合金塊的質(zhì)量m；
b、將合金塊放入裝有適量水的燒杯中，用細(xì)線在燒杯外壁與水面相平處做一記號(hào)，稱出質(zhì)量m₁；
c、取出合金塊，向燒杯中加水，直到水面與所標(biāo)記號(hào)相平，稱出質(zhì)量m₂．
②合金塊密度：ρ=．）
故答案為：（1）左；
（2）47.4； 
（3）10；4.74；
（4）①用天平稱出合金塊的質(zhì)量m；
②在燒杯中倒入適量的水，稱出其質(zhì)量m₁；
③燒杯仍放在天平左盤，用細(xì)線將合金塊系好后，手提細(xì)線使合金塊浸沒在此燒杯的水中并保持靜止（水無(wú)溢出且合金塊不接觸燒杯）．天平平衡時(shí)的稱量值為m₂．
ρ=．
（或①
a、用天平稱出合金塊的質(zhì)量m；
b、將合金塊放入裝有適量水的燒杯中，用細(xì)線在燒杯外壁與水面相平處做一記號(hào)，稱出質(zhì)量m₁；
c、取出合金塊，向燒杯中加水，直到水面與所標(biāo)記號(hào)相平，稱出質(zhì)量m₂．
ρ=．）
點(diǎn)評(píng)：本題在測(cè)合金密度的實(shí)驗(yàn)中，考查了天平的調(diào)節(jié)與讀圖，量筒的讀數(shù)，密度公式的應(yīng)用．若測(cè)量固體的密度只有天平，沒有量筒，需要間接測(cè)量固體的體積，可采用浮力法或等效替代的方法．