Question

2．小明利用一個燒杯、天平和水（密度記為ρ_水），測出了一小塊不規(guī)則小石塊的密度．

（1）把圖1所示，將天平放在水平桌面上，調(diào)節(jié)天平平衡時應(yīng)先將游碼歸零，若此時指針偏向分盤左側(cè)，則應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié)，直到天平平衡．用天平測量小石塊的質(zhì)量，將小石塊放在天平左盤，在右盤中添加過最小的砝碼后，發(fā)現(xiàn)指針偏向中央刻度線右側(cè)，則此時應(yīng)該游碼．天平平衡時，右盤中的砝碼和標(biāo)尺上的游碼如圖2所示，則小石塊的質(zhì)量m=66.4g．
（2）如圖3所示，
A、往燒杯中加入適量的水，把小石塊浸沒，在水面位置做上標(biāo)記；
B、取出小石塊，測得燒杯和水的總質(zhì)量為m₁；
C、往燒杯中加水，直到水面與標(biāo)記相平，再測出此時燒杯和水的總質(zhì)量為m₂．
（3）石塊密度的表達(dá)式為ρ_石==$\frac{66.4g}{{m}_{2}-{m}_{1}}$g/cm³．
（4）用此方法測得的密度值偏�。ㄟx填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

分析 （1）天平的正確使用：
把天平放在水平臺上，游碼移到標(biāo)尺左端的零刻度；
調(diào)節(jié)天平的平衡螺母使天平的橫梁平衡；
物體放在天平的左盤，砝碼放在天平的右盤，使天平的橫梁重新平衡；
物體的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加游碼對應(yīng)的刻度值．
（3）在沒有量筒或物體太大無法放入量筒中時，可利用本題中（3）的方法來測量其體積．石塊的排水體積就是石塊的體積，排水體積可通過求排水質(zhì)量和水的密度求出，排水質(zhì)量則是圖中B、C兩次的質(zhì)量之差，進(jìn)而寫出此時密度的表達(dá)式即可．
（4）分析測量過程中體積或質(zhì)量的測量誤差對密度的影響．

解答 解：（1）用天平測石塊的質(zhì)量，測量前，將天平放在水平桌面上，此時應(yīng)將游碼移到0刻度處，如圖指針偏向左側(cè)，說明天平的右側(cè)上翹，平衡螺母向右移動．用天平測量小石塊的質(zhì)量，將小石塊放在天平左盤，在右盤中添加過最小的砝碼后，發(fā)現(xiàn)指針偏向中央刻度線右側(cè)，即此時沒有再小的砝碼，所以應(yīng)該向右調(diào)節(jié)游碼，使得天平再次平衡；石塊的質(zhì)量m=50g+10g+5g+1.4g=66.4g．
（3）在如圖所示的方法中，取出了石塊，再將水補(bǔ)充到原來的標(biāo)記處，這樣增加的水的體積就是石塊的體積；據(jù)ρ=$\frac{m}{v}$得：
v_石=v_水=$\frac{{m}_{水}}{ρ}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$；
所以此時石子的密度是：ρ=$\frac{m}{v}$=$\frac{66.4g}{\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{66.4g}{{m}_{2}-{m}_{1}}$g/cm³．
（4）從B到C的過程中，由于石子取出后代儲一部分水，所以由B到C測出的排開水的體積，或石子的體積是偏大的，所以據(jù)密度公式ρ=$\frac{m}{v}$可知，此時測定密度值偏�。�
故答案為：（1）歸零；將平衡螺母向右調(diào)節(jié)；游碼；66.4；（3）$\frac{66.4g}{{m}_{2}-{m}_{1}}$g/cm³；（4）偏�。�

點評 此題是測量石塊的密度，考查了天平的天平及讀數(shù)，同時考查了利用轉(zhuǎn)換法測量石塊的體積，并且考查了對實驗誤差的分析，注意密度的單位．