Question

8．上周末，小穎同學在長江邊玩耍時撿回一塊漂亮的鵝卵石，她準備在實驗室測定其密度：
（1）她先將天平放在水平桌面上，移動游碼至稱量標尺左端的零刻度線處，發(fā)現指針靜止在分度盤中央的左側，則應將平衡螺母向右調節(jié)．用調節(jié)好的天平測量鵝卵石的質量，平衡時砝碼規(guī)格和游碼的位置如圖甲所示，則鵝卵石的質量為38.4 g．
（2）量筒中裝適量的水，讀出體積為30cm³，放入鵝卵石時，不慎掉入量筒的水中，液面靜止后如圖乙所示，則鵝卵石的體積是15 cm³，計算出鵝卵石的密度為2.56 g/cm³．
（3）測量鵝卵石的操作中水可能濺出，引起密度測量值偏大（選填“偏大”或“偏小”）．
正確的操作是用細線懸掛鵝卵石緩慢浸沒入水中，既能防止水測量時濺出，還可以避免損壞量筒．
（4）她在實驗室測量了鵝卵石的密度后，還意猶未盡地想測量掛在她鑰匙上的裝飾物（如圖丙所示）的密度．可是小穎發(fā)現裝飾物不能放入量筒中測體積，正在發(fā)愁的同時，同桌的小麗幫她解決了這個問題．小麗利用已經測出的裝飾物質量m，采用如下方法準確地測出了裝飾物的密度，請將小麗的實驗步驟補充完整：
①用天平測出燒杯和適量水的總質量為m₁；
②將裝飾物浸沒在水中，在水面處做一個記號，再取出裝飾物；
③向燒杯中緩慢加水至記號處，測出燒杯和水的總質量m₂．
④密度表達式，ρ_裝飾物=$\frac{m}{{m}_{2}-{m}_{1}}$•ρ_水（用物理量的符號表示）．

Answer 1

分析 （1）在天平使用時，應先將天平放在水平的桌面上，而后將天平的游碼歸零，后根據指針的偏轉方向判斷天平哪端下沉，調節(jié)過程中，調節(jié)天平平衡時，平衡螺母向上翹的方向移動．
天平測得物體的質量=砝碼的質量+游碼對應的刻度值．
（2）讀出鵝卵石浸沒水后水面到達的刻度，讀出只有水時水面到達的刻度，求出鵝卵石的體積；然后利用密度公式求出鵝卵石的密度．
（3）為了保護器材和防止量筒力的水可能濺出，應該用細線懸掛鵝卵石緩慢浸沒在水中．
（4）①裝飾物浸沒在水中，裝飾物的體積等于裝飾物排開水的體積，求出裝飾物排開水的質量，知道水的密度，根據密度公式求出裝飾物排開水的體積，即裝飾物的體積．
②知道裝飾物的質量和體積，根據密度公式求出裝飾物的密度．

解答 解：（1）用天平測量物體的質量時，首先把天平放在水平臺上，把游碼放在標尺左端的零刻線處．然后調節(jié)橫梁兩端的平衡螺母，使橫梁平衡，在調節(jié)過程中，若指針偏向分度盤的左方，應將平衡螺母向右邊調節(jié)；
該天平的標尺每一個大格代表1g，每一個小格代表0.2g，游碼對應的刻度值是3.4g．
故物體的質量=砝碼的質量+游碼對應的刻度值=20g+10g+5g+3.4g=38.4g．
（2）鵝卵石的體積V=45cm³-30cm³=15cm³；
則鵝卵石的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{38.4g}{15c{m}^{3}}$=2.56g/cm³；
（3）測量合金體積的操作中，放入合金時，不慎掉入量筒的水中，這樣引起求得的合金的體積偏小，從而引起密度測量值偏大；正確的操作是用細線懸掛合金緩慢浸沒在水中，既能防止水濺出，還可以避免損壞量筒．
（4）①用天平測出燒杯和適量水的總質量為m₁．
②將裝飾物浸沒在水中，在水面處做一個記號，再取出裝飾物．
③向燒杯中緩慢加水至記號處，測量燒杯和水的總質量m₂．
④裝飾物的密度：ρ_裝飾物=$\frac{m}{V}$=$\frac{m}{\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{m}{{m}_{2}-{m}_{1}}$•ρ_水．
故答案為：（1）右；38.4；（2）15；2.56；（3）偏大；損壞量筒；（4）測出燒杯和水的總質量m₂；$\frac{m}{{m}_{2}-{m}_{1}}$•ρ_水．

點評 測量固體體積的方法：量筒測量體積，阿基米德原理測量體積；同體積的水等效替代的方法．