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，想出了如下的实验方法．
（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，则小木块的质量为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=1.0×103kg/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h2；
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）
（4）小明也受到他们的启发，在只有托盘天平的情况下，借助烧杯、细线、水测量另一小物块的密度，很快就找到了解决方法，步骤如下：
①用调节好的天平测量烧杯和水的总质量，操作情景如图甲所示，其错误之处是： ．
②重新调节好天平，按正确的方法称出了烧杯和适量水的总质量，示数如图乙所示，由此可知，烧杯和水的总质量是g．
③如图丙所示，用细线拴着物块浸没在水中（物块未接触烧杯底且水未溢出），天平的示数变为36.2g．
④将物块缓慢沉入烧杯底部，放开细线，天平的示数变为51.2g．则物块的质量是g，物块的密度是kg/m3 ．

Answer 1

【答案】
（1）游码未拨至标尺的零刻度线处
（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
（4）测量时调节平衡螺母；31.2；20；4×103
【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）①如图乙所示，则小木块的质量m=10g+5g+3.6g=18.6g；②由ρ= 可得，木块的体积V木=V排水= = =30cm3 ， ③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h2 ．
小木块的体积为：V=S（h2﹣h0），
小木块的密度：ρ= = ρ水 ． （4）①在使用天平称量物体的质量时，通过增减砝码和移动游码使天平平衡；不能再移动平衡螺母；②烧杯和水的总质量为20g+10g+1.2g=31.2g；④用细线拴着物块浸没在水中，天平的示数变为36.2g，则物块排开的水的质量为36.2g﹣31.2g=5g；
物体全部浸入水中，则物体的体积等于其排开的水的体积，
则物体的体积为：V= = =5cm3；
将物块缓慢沉入烧杯底部，天平的示数变为51.2g，则物体的质量为：m'=51.2g﹣31.2g=20g；
则物体的密度为：ρ物块= = =4g∕cm3=4×103kg/m3 ．
所以答案是：（1）游码未拨至标尺的零刻度线处；（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 ρ水；（4）①测量时调节平衡螺母；②31.2；④20；4×103 ．