Question

16．小军利用天平、水和烧杯来测量一不规则小石块的密度，请将他的实验步骤补充完整．

（1）把托盘天平放在水平台面上，调整天平底座水平．
（2）将标尺上的游码移到左端零刻度处，调节天平的平衡螺母使横梁平衡．
（3）将小石块放到已调好的天平的左盘，在右盘中逐渐增减砝码并通过调节游码直到横梁恢复平衡．
（4）右盘中的砝码和标尺上的游码如图甲所示，则小石块的质量为62g．
（5）如图乙所示：
a．往烧杯中加入适量的水，把小石块浸没，在水面到达的位置上作标记；
b．取出小石块，测得烧杯和水的总质量为153g；
c．往烧杯中加水，直到标记处，再测出此时烧杯和水的总质量为183g；
d．计算出小石块的体积为30cm³．
（6）用密度公式计算出小石块的密度为2.07 g/cm³．

Answer 1

分析 （1）（2）（3）托盘天平的使用方法：首先把托盘天平放在水平台面上，调整天平底座水平；然后将标尺上的游码移到左端零刻度处，调节天平的平衡螺母使横梁平衡；在称量时，将物体放在天平的左盘，砝码放在右盘，通过增减砝码和移动游码，直到横梁恢复平衡；
（4）在读数时，将砝码总质量与游码示数相加即为被测物体的质量；
（5）根据题中条件求出加入水的质量，利用V=$\frac{m}{ρ}$求出加入水的体积，因为水面仍然与标记相平且最初石块浸没在水中，所以石块的体积就等于加入水的体积（即等效替代法测固体的体积）；
（6）根据ρ=$\frac{m}{V}$计算石块的密度．

解答 解：
（1）首先把托盘天平放在水平台面上，调整天平底座水平；
（2）然后将标尺上的游码移到左端零刻度处，调节天平的平衡螺母使横梁平衡；
（3）在称量时，将小石块放到天平的左盘，在右盘中逐渐增减砝码并通过调节游码直到横梁恢复平衡；
（4）图甲中标尺的分度值为0.2g，游码左侧与2g刻度线对齐，
则小石块的质量：m_石=50g+10g+2g=62g．
（5）由实验步骤b、c可知，加入水的质量：m_加水=183g-153g=30g，
在如图所示的方法中，取出小石块后，再将水补充到原来的标记处，这样加入水的体积就等于石块的体积；
则小石块的体积：V_石=V_加水=$\frac{{m}_{加水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{30g}{1g/c{m}^{3}}$=30cm³；
（6）小石块的密度：
ρ_石=$\frac{{m}_{石}}{{V}_{石}}$=$\frac{62g}{30c{m}^{3}}$≈2.07g/cm³．
故答案为：（1）底座；（2）平衡螺母；（3）左盘；（4）62；（5）30；（6）2.07．

点评 本题是测量小石块密度的实验，考查了托盘天平的使用规则以及读数方法，还考查了利用等效替代法测量石块的体积，知道加入水的体积等于石块的体积是解题的关键．