题目内容
【题目】测量小石块的密度。
(1)将天平放在水平台面上,游码移到零刻度线处,发现指针位置如图甲所示,为使横梁在水平位置平衡,应将平衡螺母向____(选填“左”或“右”)调节。
(2)用调节好的天平测量小石块的质量,右盘所加砝码和游码位置如图乙所示,天平平衡,则小石块的质量m1为____g。
(3)没有量筒,用下列两种方案测量小石块的体积。
方案一:
①如图丙所示,将烧杯放在水平台面上,用细线系住小石块轻轻放入烧杯中,加入适量的水,使小石块浸没在水中,在烧杯壁上记下水面位置。
②将小石块从水中取出后,用天平测出烧杯和水的总质量m2为152.4g。
③向烧杯内缓缓加水至标记处,再用天平测出烧杯和水的总质量m3为165.2g。
方案二:
①向烧杯中加入适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量m4。
②如图丙所示,将烧杯放在水平台面上,用细线系住小石块轻轻放入烧杯中,使小石块浸没在水中,在烧杯壁上记下水面位置。
③将小石块从水中取出后,向烧杯中缓慢加水至标记处,再用天平测出烧杯和水的总质量m5。
(4)根据方案一测量结果计算出小石块密度ρ=____kg/m3,测出的小石块密度与真实值相比____(选填“偏大”或“偏小”)。
(5)你认为根据哪一种方案测量结果计算出的小石块密度更精确?答:____,理由是__________________。
【答案】 左 32 2.5×103 偏小 方案二 由于先测量了烧杯和水的总质量m4.然后使小石块浸没在水中,在烧杯壁上记下水面位置,所以向烧杯中缓慢加水至标记处,不至于加水过多。
【解析】
(1)在调节天平的横梁平衡时,应将平衡螺母向指针偏转的反向调节。由图知道,指针偏向右端,所以,应将横梁右端的平衡螺母向左端移动;
(2)使用天平测物体的质量时,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,所以,小石块的质量是:m1 =30g+2g=32g;
(4)由方案一②③步骤知道,倒入水的质量是:m水=165.2g-152.4g=12.8g,倒入水的体积是:V水=m水/ρ水=12.8g/1g/cm3=12.8cm3,因为小石块的体积等于倒入水的体积,所以,小石块的体积是:V石=V水=12.8cm3,故小石块密度是:ρ=m/V=32g/12.8cm3=2.5g/cm3 =2.5×103 kg/m3。由于石块从水中拿出时,上面沾有水,所以倒入水的质量偏大,求得水的体积偏大,即小石块的体积偏大,由ρ=m/V知道,所测石块的密度会偏小;
(5)由实验步骤知道,方案二测量结果计算出的小石块密度更精确,因为先测量了烧杯和水的总质量m4,然后使小石块浸没在水中,在烧杯壁上记下水面位置,所以向烧杯中缓慢加水至标记处,不至于加水过多。