Question

小明用天平、大杯、小杯和密度为ρ的水测一石块密度．

（1）调节天平平衡时，应把天平放在

水平工作台上

，将游码拨到

标尺的零刻线处

，调节天平平衡时，发现指针在分度盘上的位置如图一所示，此时应将平衡螺母向

左

（选填“左”或“右”） 调节．
（2）在测物体质量的过程中，小明出现了如图二所示的操作，请指出小明操作的错误之处

测量物体质量的过程中又重新调节平衡螺母

，错误纠正后，天平平衡时如图三所示，石块的质量m=

67g

．
（3）小明测量石块体积的操作步骤如下：
a．测出空小杯的质量m₁；
b．把装了水的大杯和空的小杯如图四放置；
c．把石块缓缓放入大杯中，大杯中部分水溢进小杯；
d．测出承接了溢出水的小杯总质量m₂．
请你指出操作步骤中的不当之处：

大杯中的水未到溢水口

，若这样操作，会使测量结果

偏大

（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）．
（4）用本题中出现过的物理量符号表示石块体积为

V=

m2-m1

ρ水

；石块密度为

ρ=

m

m2-m1

ρ_水

（设操作步骤中的不当之处已改正）．
（5）如图五所示，是部分同学实验结束离开实验室后留下的实验桌上的情景，你认为这部分同学实验操作的不规范之处是

离开实验室前没有把实验器材整理好

．

Answer 1

分析：（1）根据天平的正确使用进行分析．把天平放在水平台上，游码移到标尺左端的零刻度；
调节天平的平衡螺母使天平的横梁平衡；调节天平的横梁平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动．
（2）加取砝码时要用镊子，要轻拿轻放．物体放在天平的左盘，砝码放在天平的右盘，使天平的横梁重新平衡；
物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值．
（3）用溢水杯时，要把溢水杯装满水．
（4）石块的体积等于石块排开水的体积，求出石块排开水的质量，求出排开水的体积，即石块的体积，根据密度公式求出石块的密度．
所有测密度的实验，所依据的原理都是ρ=

m

V

，差别只在于怎么测出质量和体积．本题中测石块质量是直接使用天平测，所以石块的质量就等于砝码的质量加上游码的示数．而测石块的体积是通过溢水杯来测的，因为溢水杯（大杯）中的水原来是满的，所以石块一放入，水就溢出，石块的体积多大，溢出的水体积也是多大，只要求出溢出水的体积，就知道了石块的体积．
（5）实验结束后应整理实验器材．

解答：解：（1）使用天平时，应将天平放在水平台上，把游码移到标尺的零刻度线处．
指针偏向分度盘中线的右侧，说明天平的左端上翘，所以无论是左端还是右端的平衡螺母都向上翘的左端移动．
（2）用手直接拿砝码，会腐蚀砝码，影响砝码的准确度．
石块的质量：m=50g+10g+5g+2g=67g．
（3）用溢水杯测石块体积的关键就在于，要让溢出水的体积等于石块的体积，而图中明显大杯中的水是没满的，这样石块刚刚浸入时水就不会马上溢出来，最终溢出水的体积就会小于石块的体积，所以错误之处就在于大杯中没有装满水，这样测量排开水的质量偏小，导致测量结果偏大．
（4）测出空小杯的质量m₁，把石块缓缓放入大杯中，测出了盛接了溢出水的小杯总质量m₂，石块排开水的质量为：m_水=m₂-m₁，
石块的体积：V=V_水

m水

ρ水

=

m2-m1

ρ水

，
石块的密度：ρ=

m

V

=

m

m2-m1 ρ水

=

m

m2-m1

ρ_水．
（5）实验结束后应用镊子将砝码放回砝码盒里．
故答案为：（1）水平工作台上；标尺的零刻线处；左；
（2）测量物体质量的过程中又重新调节平衡螺母；67g；
（3）大杯中的水没有装满；偏大；
（4）V=

m2-m1

ρ水

；ρ=

m

m2-m1

ρ_水；
（5）离开实验室前没有把实验器材整理好．

点评：本题为比较常见的测固体密度的实验题--质量由天平直接测出，体积由溢水杯测出．这种方法测密度，一是要会看天平的读数，读数的问题一直是考试的重点，天平的读数主要是游码的示数不要看成右侧所对的示数；二是溢水杯测石块的体积，关键在于使溢出的水体积等于石块的体积．最终求出石块的密度，这中间公式的代入变化要熟练掌握．