Question

13．小明同学选用托盘天平、小刀、刻度尺等器材，测定马铃薯的密度．
（1）用小刀将马铃薯削成边长为4cm的正方体，其体积是64cm³．
（2）将托盘天平放在水平桌面上，调节横梁平衡时，先将游码移到零刻度线处．天平指针静止时的位置如图17甲所示，接下来应进行的操作是B（填写字母代号）．
A．向右移动游码，使横梁平衡
B．向右移动平衡螺母，使横梁平衡
C．将马铃薯放于左盘，向右盘添加砝码
（3）天平横梁调节平衡后，往左盘放入削好的马铃薯；天平再次平衡时，右盘所加砝码和游码的位置如乙所示，则马铃薯的质量是73.6g，密度是1.15×10³kg/m³．
（4）马铃薯放在天平左盘时，对天平左盘产生的压强为4.6×10⁵Pa．（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）考查形状规则物体体积的计算方法，正方体体积为边长的立方；
（2）考查天平的调平，①将游码移到衡量左侧的零刻线处，②观察指针位置，如指针针偏向分度盘左侧，应将平衡螺母向右移动；
如指针偏向分度盘右侧，应将平衡螺母向左移动，直到指针指在分度盘中央，此时不能移动游码．
（3）通过增减砝码和调节游码，天平重新平衡，左盘物体的质量等于右盘所有砝码的质量加上游码左侧所对刻度值；
（4）在水平面上压力等于物体自身的重力，求出马铃薯的重力和接触面积，根据公式p=$\frac{F}{S}$可求马铃薯对天平左盘产生的压强．

解答 解：（1）马铃薯是正方体，边长是4cm，因此体积为V=L³=（4cm）³=64cm³．
（2）天平调平先将游码归零，再调平衡螺母；由图可见，指针偏向在分度盘的左侧，因此要向右端移动平衡螺母．
（3）由图可知马铃薯质量为m=50g+20g+3.6g=73.6g，所以马铃薯密度为ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{73.6g}{64c{m}^{3}}$=1.15g/cm³=1.15×10³kg/m³．
（4）马铃薯的重力G=mg=73.6g×10N/kg=736N，马铃薯的底面积S=（4cm）²=16cm²．在水平面上压力等于物体自身的重力，即G=F，马铃薯对天平左盘产生的压强p=$\frac{F}{S}$=$\frac{736N}{16×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=4.6×10⁵Pa．
故答案为：（1）64；（2）零刻度线；B；（3）73.6；1.15×10³；（4）4.6×10⁵．

点评 天平的使用是个重点，尤其是游码和平衡螺母的使用．调平时，游码归零，移动平衡螺母；称量时，平衡螺母不动，移动游码．另外密度的计算和单位的换算也是学生容易出错的地方．