Question

【题目】小亮想测量一个小木块（不吸水）的密度，他利用天平、圆柱形玻璃杯、适量的水、细针等器材，经过思考，设计了如下的实验方案．
（1）图甲是小亮在调节天平时的情景，小丽指出了他在操作上的错误，你认为错误之处是： ．
（2）小亮纠正错误后调节好天平，按照以下步骤继续实验：
①将小木块放在天平左盘，天平平衡时右盘中所加砝码和游码的位置如图乙所示，则小木块的质量是g．
②将玻璃杯中装满水，用细针缓慢地将木块压入水中，使之完全浸没．利用排水法，测出溢出水的质量为30g，则小木块的体积为cm3 ． （已知ρ水=1.0×l03kg/m3）
③测出小木块的密度是g/cm3 ．
（3）受小亮实验的启发，小丽在实验时除了利用原有的圆柱形玻璃杯、适量的水和细针外，又找了一把刻度尺，不用天平也测出了木块的密度．请你将下列测量步骤补充完整： ①在玻璃杯中装入适量的水，用刻度尺测出杯中水的深度为h0；
②；
③用细针缓慢地把木块压入水中，使之完全浸没，用刻度尺测出杯中水的深度为hm；
④小木块密度的表达式：ρ木= ． （用测量的物理量和已知量的符号表示）

Answer 1

【答案】
（1）游码未移到标尺的零刻度线处
（2）18.6；30；0.62
（3）将木块轻放入玻璃杯中，待它漂浮时，用刻度尺测出杯中水的深度为h； ρ水
【解析】解：（1）在调节天平平衡时，应先将天平放在水平台上，并将游码拨到标尺左端的零刻线处，该同学未将游码拨到标尺左端的“0”刻度线处；（2）如图乙所示，则小木块的质量m=10g+5g+3.6g=18.6g；根据公式ρ= 得，排开水的体积V水=V木= = =30cm3 ， 所以木块的密度ρ木= = =0.62g/cm3；（3）实验步骤：①将适量的水倒入烧杯中，测出烧杯中水的深度h0 ． ②将木块轻放入玻璃杯中，待它漂浮时，用刻度尺测出杯中水的深度为h； ③用细针缓慢地把木块压入水中，使之完全浸没，用刻度尺测出杯中水的深度为hm；
因为木块漂浮在水面上受到的浮力等于重力，所以G=F浮=ρ水gV排 ，
设烧杯的底面积为S，木块排开水的体积为：V排=S（h﹣h0），
所以G=F浮=ρ水gS（h﹣h0），
木块的质量：m= =ρ水S（h﹣h0），
当木块压入烧杯中，用刻度尺测出此时烧杯中水的深度hm ．
小木块的体积为：V=S（hm﹣h0）
小木块的密度：ρ= = ρ水 ．
故答案为：（1）游码未移到标尺的零刻度线处；（2）①18.6 ②30 ③0.62；（3）②将木块轻放入玻璃杯中，待它漂浮时，用刻度尺测出杯中水的深度为h；
④ ．
（1）调节平衡前，先将天平放在水平台上，游码置于标尺左端的零刻线处，然后调节平衡螺母；天平平衡时，物体的质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值；（2）物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值；木块浸没时，排开水的体积和木块的体积相等，根据密度公式的变形求出木块的体积，再根据密度公式求出木块的密度；（3）设烧杯的底面积是S，烧杯中倒入水时，用刻度尺测出烧杯中水的深度h0 ， 可以求出水的体积．
把木块漂浮水面上，测出此时水的深度h，可以求出木块排开水的重力，即木块受到的浮力，木块漂浮在水面上，木块受到的浮力等于木块的重力，求出木块的质量．
当木块沉入放入烧杯，用刻度尺测出此时烧杯中水的深度hm ， 可以求出水和木块的总体积．从而求出木块的体积．再根据ρ= 求出木块的密度．