Question

17．小明同學(xué)撿到一塊金屬塊，他想通過測量金屬塊的密度判斷這個(gè)金屬塊的材料是什么，小明可用的實(shí)驗(yàn)儀器有托盤天平和彈簧測力計(jì)．
①小明將天平放在水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)上后，接下來將游碼的左側(cè)跟標(biāo)尺的零刻度線對齊，再調(diào)節(jié)平衡螺母，使天平平衡．
②用調(diào)節(jié)好的天平測量金屬塊質(zhì)量，正確操作后天平再次達(dá)到平衡，如圖甲所示，此時(shí)讀出該金屬塊的質(zhì)量為270g，重力為2.7N（g=10N/kg）
③在實(shí)驗(yàn)過程中，小明將金屬塊兒掛與彈簧測力計(jì)上，然后放在水中直至完全浸沒，此時(shí)彈簧測力計(jì)讀數(shù)如圖乙所示為1.7N．

④小明通過查閱密度表得知如下幾種金屬的密度（見下表），通過科學(xué)的計(jì)算，可以求出金屬的密度，則該金屬塊的材料是鋁．

金屬	鉛	銅	鋼鐵	鋁
密度（kg/m3）	11.3×103	8.9×103	7.9×103	2.7×103

Answer 1

分析 ①用天平測量前，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)平衡螺母使指針對準(zhǔn)分度盤中央刻度線；
②根據(jù)砝碼和游標(biāo)尺上的游碼的示數(shù)計(jì)算出金屬塊的質(zhì)量；根據(jù)G=mg可求得其重力；
③讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)；
④根據(jù)稱重法求出金屬塊浸沒在水中受到的浮力；
物體浸沒時(shí)排開液體的體積和自身的體積相等，根據(jù)阿基米德原理求出金屬塊的體積．根據(jù)密度公式計(jì)算出金屬塊的密度；然后可知該金屬塊的材料．

解答 解：①用天平測量前，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200g+50g+20g=270g，則金屬塊的質(zhì)量是72g；其重力G=mg=0.27kg×10N/kg=2.7N，
③由圖可知，此時(shí)彈簧測力計(jì)讀數(shù)F=1.7N，
④金屬塊浸沒在水中受到的浮力：
F_浮=G_物-F=2.7N-1.7N=1N；
因金屬塊浸沒在水中，
所以，由阿基米德原理F_浮=ρ_液gV_排可得，金屬塊的體積：
V_金=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³．
金屬的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.27kg}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=2.7×10³kg/m³，
查表可知，該金屬塊的材料是鋁．
故答案為；①零刻度線；②270；2.7；③1.7；④鋁．

點(diǎn)評 本題考查了重力公式、稱重法求浮力、阿基米德原理的應(yīng)用，關(guān)鍵是公式及其變形式的靈活應(yīng)用和知道物體浸沒時(shí)排開液體的體積等于自身的體積．