Question

寒假时，小王同学从西岭雪山带回了一块坚硬的矿石。他利用家庭实验室的器材测出了这块矿石的密度，测量过程中，他取g=10N/kg。他可用的器材有：天平(最大称量为200g)、量筒、烧杯、杠杆、弹簧测力计(量程为5N)、细线、水。

⑴小王同学首先进行估测，他感觉矿石比一瓶500mL的矿泉水重些，于是他没有直接用太平(附砝码)来测矿石的质量。你认为他的理由是                           。

⑵小王同学用图1所示的装置进行测量，图中杠杆水平。细线竖直。他正确操作后，读出弹簧测力计的示数为2.4N，则该矿石的质量为m=       kg。

⑶接着他用如图2所示的方法测出了矿石的体积。他的做法是：

A．将矿石放入烧杯，往烧杯中加入适量的水，让矿石浸没，在水面到达的位置做上标记；

B．取出矿石；

C．用量筒往烧杯中加水，直到                               。

⑷在用量筒往烧杯中加水时，他先加了100mL水，接着又取了50mL水，继续往烧杯中加，到达要求后，量筒中剩余的水如图3所示。则矿石的密度ρ=         kg/m³。

Answer 1

⑴矿石的质量大于500g，超出了天平的最大称量 ⑵0.72 ⑶水面与标记相平 ⑷6.3×10³

详解：⑴小王同学首先进行估测，他感觉矿石比一瓶500mL的矿泉水重些，则矿石的质量大于500g，超出了太平的最大称量；

⑵根据杠杆平衡条件得：FL₁=GL₂ ，带入数据：2.4N×6=G×2，求得G=7.2N，则该矿石的质量为m=G/g=0.72kg；

⑶取出矿石，往烧杯中加入适量的水，目的是间接测量石块的体积，所以，用量筒往烧杯中加水，直到水面与标记相平，这样，量筒中减少的水就等于石块的体积；

⑷在用量筒往烧杯中加水时，他先加了100mL水，接着又取了50ml水，继续往烧杯中加，到达要求后，量筒中剩余的水为36mL，则石块的体积为100cm³+50cm³-36cm³=114cm³，则矿石的密度ρ=m/V=720g/114cm³=6.3g/cm³=6.3×10³kg/m³。