Question

在“测量小石块的密度”的探究课上，某实验小组进行了如下实验探究活动．
（1）首先拿出托盘天平放在水平桌面上，并将游码移到零刻度线上后，发现如图甲所示情况．他应采取的措施是

向右调节平衡螺母直至指针指在分度盘的中线处

；

（2）天平调节平衡后，小明按图乙所示的方法来称量物体的质量，小江立即对小明说：“你操作时至少犯了两个错误．”小江所说的两个错误是：
①

手直接拿砝码

；
②

物体和砝码的位置放反了

．
（3）小明改正错误后，称量中天平再次平衡后，所用砝码和游码位置如图丙所示，所称量物体的质量

47.4

g．
（4）然后用一细棉线系住小石块，放入盛有水的量筒中，如图丁所示，然后取出小石块，此时量筒中水的体积是10mL，则小石块的体积为

20

cm³．
（5）利用密度公式计算出小石块的密度是

2.37×10³

kg/m³．该小组测算得的密度值

偏小

（选填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

分析：（1）天平使用前必须进行调节，调节要做到放--放在水平台上，拨--将游码拨到零刻度线，调--调节平衡螺母使横梁平衡；
天平的调节原则是：相对于指针，平衡螺母“左偏右调”、“右偏左调”；
（2）测量物体质量过程中，注意左物右码，且用镊子加减砝码；
（3）被测物体的质量等于砝码的总质量与游码所对刻度之和，读数时注意标尺的分度值；
（4）水和石块的总体积与水的体积之差便等于石块的体积；
（5）根据公式ρ=

m

V

计算出石块的密度；根据（4）的测量过程，分析质量和体积的测量误差，从而可分析出密度的测量误差．

解答：解：
（1）由图甲知，现在指针左偏，所以应将平衡螺母向右调节，直到指针指在分读盘的中央；
（2）由图乙知，物体放在了右盘，砝码放在了左盘；
在加减砝码时，用手拿取，未用镊子；
（3）由图丙知，标尺的分度值为0.2g，所以小石块的质量m=20g+20g+5g+2.4g=47.4g；
（4）由图丁知，量筒中水和石块的总体积为30cm³，所以石块的体积为V=30cm³-10cm³=20cm³；
（5）石块的密度为ρ=

m

V

=

47.4g

20cm3

=2.37g/cm³=2.37×10³kg/m³；
由于将小石块由量筒中取出时，石块上会沾有水，所测石块的体积会偏大，根据ρ=

m

V

，所测密度会偏小．
故答案为：（1）向右调节平衡螺母直至指针指在分度盘的中线处；（2）①手直接拿砝码；②物体和砝码的位置放反了；（3）47.4；（4）20；（5）2.37×10³；偏小．

点评：（1）本题考查了天平的使用方法，天平是物理学中最基本的测量工具，在使用天平称量物质质量时要严格按照天平的使用规则，天平平衡的调节在称量物质的前后有不同的方法，需要同学们特别注意．
（2）本题的解题关键是熟悉测量固体密度的基本实验程序，注意在密度公式的计算时，单位的转化容易出错．