Question

3．一次實驗課上，老師提供給同學們下列器材：一架已調節(jié)好的天平（無砝碼）、兩只完全相同的燒杯、一只量筒、水、滴管等，要求用上述器材來測定一個合金塊的密度，小明同學設計好實驗方案后，進行了如下操作：
①將兩只空燒杯分別放在調好的天平的左右兩盤內，把合金塊放入左盤燒杯中；
②向右盤燒杯中緩緩倒水，再用滴管調節(jié)，直至天平平衡；
③向燒杯內水倒入空量筒中，測出水的體積（如圖中a圖所示）；
④用細線拴好合金塊，將其放入圖a的量筒內，測出水和合金塊的總體積（如圖中b圖所示），則：
（1）合金塊的密度=6g/cm³．
（2）在讀數無誤的情況下，小明測出的合金塊密度值與真實值相比偏小（填“偏大”或“偏小”），產生這一誤差的主要原因是燒杯中的水不能完全倒入量筒中，測出的合金塊的質量偏小．

Answer 1

分析 測固體密度的原理是ρ=$\frac{m}{V}$，本題無砝碼，在右盤中加水使其平衡，則水的質量等于合金塊質量，體積用常規(guī)方法測出；但注意此試驗中在將燒杯中的水倒入量筒中時，因燒杯壁粘液體而不能全部倒入．

解答 解：
（1）①本題中無砝碼，在右盤中加水使其平衡，則合金塊質量等于右盤中水的質量，
天平平衡時，如圖a所示，右盤中水的體積V_水=60cm³，
則合金塊的質量：m=m_水=ρ_水V_水=1.0g/cm³×60cm³=60g；
②由圖a、b可知，合金塊體積V=70cm³-60cm³=10cm³；
③合金塊的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{60g}{10c{m}^{3}}$=6g/cm³；
（2）此實驗中，再將燒杯中的水倒入量筒中時，因燒杯壁粘水而使燒杯中的水不能全部倒入量筒，導致測量水的體積偏小，水的質量偏小，合金塊的質量偏小，由ρ=$\frac{m}{V}$可知，算出的密度偏�。�
故答案為：（1）6；（2）偏��；燒杯中的水不能完全倒入量筒中，測出的合金塊的質量偏�。�

點評 測固體的密度在初中物理中要求較高，除掌握基本方法外，水是解決問題的媒介，比如排開水的體積等于固體體積；在天平上平衡時水的質量等于物體質量等，永遠記住水的密度1.0g/cm³．