Question

靚靚同學(xué)想測(cè)量一個(gè)貝殼的密度，準(zhǔn)備了托盤天平（配了砝碼）、大燒杯、小燒杯、細(xì)線和水，她的測(cè)量方法如下：
（1）用托盤天平測(cè)量貝殼的質(zhì)量，所用天平的標(biāo)尺如圖11甲所示，最小砝碼的質(zhì)量與標(biāo)尺最大刻度值相同．測(cè)量前，將天平放在水平桌面上，移動(dòng)游碼到標(biāo)尺的

0（或“零”）

刻度處，調(diào)節(jié)平衡螺母，使天平平衡．測(cè)量時(shí)按規(guī)定在

右

盤加入50g的砝碼后，天平的指針偏向左側(cè)，這時(shí)貝殼的質(zhì)量

大于

（小于/等于/大于）50g，再加入5g的砝碼后，指針偏向右側(cè)，接下來的操作是：

用鑷子取出5g砝碼放回砝碼盒，再移動(dòng)游碼

，直至天平平衡．按照?qǐng)D甲所示，讀出貝殼的質(zhì)量m=

53.4

g．
（2）測(cè)出空小燒杯的質(zhì)量m₁．
（3）將裝有水的大燒杯和空的小燒杯如上圖乙所示放置（水至溢水口）．
（4）用細(xì)線懸掛貝殼緩緩浸沒于大燒杯中，有部分水溢出進(jìn)入小燒杯．
（5）測(cè)出承接了溢出水的小燒杯的總質(zhì)量m₂．
由上述實(shí)驗(yàn)得到溢出水的體積是：

V_水=

m2-m1

ρ水

（水的密度用ρ_水表示），貝殼的密度是：

ρ_貝=

m

m2-m1

ρ_水

（以上兩空用本題中出現(xiàn)過的物理量字母符號(hào)表示）．

Answer 1

分析：（1）使用天平測(cè)量物體的質(zhì)量時(shí)，先將天平放在水平臺(tái)上，游碼移到標(biāo)尺左端的零刻線處，調(diào)節(jié)橫梁兩端的平衡螺母，使天平平衡；物體放在天平的左盤，游碼放在天平的右盤，通過加減砝碼和調(diào)節(jié)游碼在標(biāo)尺上的位置使天平平衡（指針偏左說明物體重，可以通過加砝碼或向右移動(dòng)游碼使天平平衡；若指針偏右說明砝碼重，需要減砝碼），左盤中物體的質(zhì)量等于右盤中砝碼的質(zhì)量加上游碼的示數(shù)．
（5）測(cè)量貝殼的質(zhì)量和體積，根據(jù)密度公式求出貝殼的密度．
本題沒有量筒，需要間接測(cè)量貝殼的體積是關(guān)鍵．
等效替代的方法：V_水=V_貝
測(cè)出空小燒杯的質(zhì)量，燒杯中裝滿水，把貝殼浸沒在水中，有部分水溢出進(jìn)入小燒杯．測(cè)出承接了溢出水的小燒杯的總質(zhì)量，計(jì)算出溢出水的質(zhì)量，求得溢出水的體積，貝殼體積等于溢出水的體積；
用公式ρ=

m

V

計(jì)算出貝殼的密度．

解答：解：（1）使用天平測(cè)量物體的質(zhì)量前，要將天平放在水平桌面上，游碼移到標(biāo)尺左端的零刻線處，調(diào)節(jié)平衡螺母使天平平衡；
將貝殼放在左盤，砝碼放在右盤，指針偏左說明左邊的貝殼重，貝殼的質(zhì)量大于砝碼的質(zhì)量，加上5g的砝碼，指針偏右說明右邊的砝碼重，應(yīng)該取出5g的砝碼，通過移動(dòng)游碼（移動(dòng)游碼相當(dāng)于向右盤中加上更小的砝碼），直到天平平衡．
貝殼的質(zhì)量m=50g+3.4g=53.4g．
（5）計(jì)算出溢出水的質(zhì)量m_水=m₂-m₁，利用ρ=

m

V

的公式變形，求得溢出水的體積V_水=

m2-m1

ρ水

，貝殼體積等于溢出水的體積V_水=V_貝；
用公式ρ=

m

V

計(jì)算出貝殼的密度ρ_貝=

m

m2-m1

ρ_水
故答案為：（1）0（或“零”）；右；大于；用鑷子取出5g砝碼放回砝碼盒，再移動(dòng)游碼；53.4．
（5）V_水=

m2-m1

ρ水

；ρ_貝=

m

m2-m1

ρ_水．

點(diǎn)評(píng)：本題中測(cè)量貝殼密度的方法較為特殊，主要體現(xiàn)在沒有量筒的情況下，如何通過等效替代的方法求得貝殼的體積，這里主要是借助了溢水杯，使溢出水的體積等于貝殼的體積，值得我們學(xué)習(xí)和借鑒．固體的體積一般根據(jù)排水法用量筒測(cè)出，若沒有量筒可根據(jù)可根據(jù)排水法測(cè)出排開水的質(zhì)量，用V=

m

ρ

算出水的體積就等于物體體積．