Question

17．在“测量小石块密度”的实验中：
（1）将天平放在水平台上，移动游码至标尺左端的零刻度线上，发现指针位置如图甲所示，此时应将横梁上平衡螺母向左侧调节，使天平横梁平衡．
（2）测量小石块质量时，砝码的质量和游码在标尺上的位置如图乙所示，则小石块的质量是63.2g．
（3）量筒中倒入35mL的水，将系在细线下的小石块浸没在量筒里的水中，水面的位置如图丙所示，则小石块的体积为25cm³，小石块的密度为2.528g/cm³．
（4）若按图甲指针所示位置，不调节天平横梁就进行测量，则所测量小石块的密度值将偏小（填“偏大”“偏小”或“不变”）．
（5）实验中，只用一个弹簧测力计、一个烧杯、足量的水和细线，也可以测出小石块的密度，请将下列实验步骤补充完整．
①用细线系住小石块，挂在弹簧测力计下测出小石块的重力G；
②将挂在弹簧测力计下的小石块浸没在水中，读出弹簧测力计的示数F；
③计算小石块的密度，数学表达式为ρ_石=$\frac{G}{G-F}{ρ}_{水}$（用字母表示）．

Answer 1

分析 （1）天平使用前的调节：若指针左偏，向右调平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处；（2）右盘中的砝码质量与游码在标尺上的示数之和即为石块的质量；
（3）根据排水法用量筒测出矿石体积，利用ρ=$\frac{m}{v}$求石块的密度；
（4）不调节天平横梁就进行实验会使质量偏大或偏小进而影响密度的测量；
（5）利用称重法，测量小石块的质量和体积，再根据密度公式计算即可．

解答 解：（1）调节天平横梁平衡时，指针偏向分度盘的右侧，此时应该将平衡螺母向左移动，直到指针指在分度盘的中央；调节天平平衡后，将被测物体放在右盘，进行测量；
（2）从乙图读出石块的质量：m=50g+10g+3.2g=63.2g，
（3）从丙图读出石块和水的总体积，利用体积差计算石块的体积：V=60mL-35mL=25mL=25cm³，
石块的密度：ρ=$\frac{m}{v}$=$\frac{63.2g}{25c{m}^{3}}$=2.528g/cm³=2.528×10³kg/m³；
（4）若按图甲指针所示位置，不调节天平横梁就进行测量，会使测量的小石块质量偏小，密度值偏小；
（5）①用细线系住小石块，挂在弹簧测力计下测出小石块的重力G，则小石块的质量是m=$\frac{G}{g}$；②将挂在弹簧测力计下的小石块浸没在水中，读出弹簧测力计的示数F，则小石块浸没时所受浮力是：F_浮=G-F=ρ_水gv_排，小石块的体积：V=V_排=$\frac{G-F}{{ρ}_{水}g}$，所以小石块的密度：ρ_石=$\frac{m}{v}$=$\frac{\frac{G}{g}}{\frac{G-F}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{G}{G-F}{ρ}_{水}$
故答案为：（1）水平，左；（2）63.2，（3）25，2.528；（4）偏小；（5）①小石块的重力G；②弹簧测力计的示数F；③$\frac{G}{G-F}{ρ}_{水}$．

点评 本题考查天平的使用、量筒的读数、密度的计算，以及利用浮力测量密度，有一定的难度．