Question

8．小明使用天平和量筒測(cè)量金屬塊的密度．
（1）將天平放在水平桌面上，發(fā)現(xiàn)指針指在分度標(biāo)盤(pán)中央刻度線的左側(cè)，此時(shí)應(yīng)將天平的平衡螺母向右（填“左”或“右”）調(diào)節(jié)．
（2）先將量筒中加入適量的水，讀出量筒內(nèi)水的體積為10ml，放入金屬塊后量筒內(nèi)水面位置如圖乙所示，取出金屬塊放在調(diào)好的天平的左盤(pán)，砝碼及游碼的位置如圖甲所示，則金屬塊的質(zhì)量是32.4g；金屬塊的密度為1.62×10³kg/m³．
（3）根據(jù)以上方法測(cè)量的金屬塊密度比真實(shí)值偏大（填“偏大”或“偏小”），原因是金屬塊沾水后所測(cè)質(zhì)量偏大．
（4）小紅說(shuō)不使用天平也能測(cè)量金屬塊的密度，于是她又找來(lái)一個(gè)能放入量筒的小玻璃杯，按如圖丙所示的步驟測(cè)量出金屬塊的密度．
a．將小玻璃杯放在量筒中，使其浮在水面記錄此時(shí)的體積V₁；
b．將金屬塊放入小玻璃杯中，靜止在水面上時(shí)，記錄此時(shí)的體積V₂；
c．將金屬塊從小玻璃杯中取出放入水中，記錄此時(shí)的體積V₃．
則金屬塊的密度ρ=$\frac{（{V}_{2}-{V}_{1}）{ρ}_{水}}{{V}_{3}-{V}_{1}}$（用測(cè)量物理量表示，水的密度用ρ_水表示）．

Answer 1

分析 （1）在調(diào)節(jié)天平時(shí)，應(yīng)將平衡螺母向指針偏轉(zhuǎn)的對(duì)側(cè)移動(dòng)；
（2）金屬塊的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加游碼對(duì)應(yīng)的刻度值；由乙圖讀出放入金屬塊后的總體積，計(jì)算金屬塊體積；根據(jù)密度公式求出金屬塊的密度；
（3）先測(cè)體積再測(cè)質(zhì)量，金屬塊上會(huì)沾有水，由此分析所測(cè)密度與真實(shí)值間的差異；
（4）由實(shí)驗(yàn)步驟可知利用漂浮條件計(jì)算金屬塊的重力，由密度公式計(jì)算金屬塊密度．

解答 解：
（1）由題可知，天平放在水平桌面上，發(fā)現(xiàn)指針指在分度標(biāo)盤(pán)中央刻度線的左側(cè)，說(shuō)明左側(cè)質(zhì)量偏大，因此應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié)；
（2）由圖甲，金屬塊的質(zhì)量為：m=20g+10g+2.4g=32.4g；
由圖乙，量筒的分度值為2ml，金屬塊放入量筒后總體積為30ml，所以金屬塊的體積V=30ml-10ml=20ml=20cm3，
所以金屬塊的密度為：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{32.4g}{20c{m}^{3}}$=1.62g/cm3=1.62×10³kg/m³．
（3）先測(cè)體積再測(cè)質(zhì)量，金屬塊上會(huì)沾有水，使得測(cè)得質(zhì)量偏大，所以測(cè)量的金屬塊密度比真實(shí)值偏大；
（4）由a、b根據(jù)漂浮條件可知，G金=ρ_水g（V₂-V₁），
由a、c可知金屬塊的體積V=V₃-V₁，
所以金屬塊密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{G}{Vg}$=$\frac{{ρ}_{水}（{V}_{2}-{V}_{1}）g}{（{V}_{3}-{V}_{1}）g}$=$\frac{（{V}_{2}-{V}_{1}）{ρ}_{水}}{{V}_{3}-{V}_{1}}$．
故答案為：（1）右；（2）32.4；1.62×103；（3）偏大；金屬塊沾水后所測(cè)質(zhì)量偏大；（4）$\frac{（{V}_{2}-{V}_{1}）{ρ}_{水}}{{V}_{3}-{V}_{1}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題是測(cè)固體密度的實(shí)驗(yàn)，考查了天平的調(diào)節(jié)、讀數(shù)、密度公式和漂浮條件的應(yīng)用，解題的關(guān)鍵是利用漂浮條件間接測(cè)量金屬塊的重力大�。�