题目内容
【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)
【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.