题目内容

3．一次实验课上，老师提供给同学们下列器材：一架已调节好的天平（无砝码）、两只完全相同的烧杯、一只量筒、水、滴管等，要求用上述器材来测定一个合金块的密度，小明同学设计好实验方案后，进行了如下操作：
①将两只空烧杯分别放在调好的天平的左右两盘内，把合金块放入左盘烧杯中；
②向右盘烧杯中缓缓倒水，再用滴管调节，直至天平平衡；
③向烧杯内水倒入空量筒中，测出水的体积（如图中a图所示）；
④用细线拴好合金块，将其放入图a的量筒内，测出水和合金块的总体积（如图中b图所示），则：
（1）合金块的密度=6g/cm3．
（2）在读数无误的情况下，小明测出的合金块密度值与真实值相比偏小（填“偏大”或“偏小”），产生这一误差的主要原因是烧杯中的水不能完全倒入量筒中，测出的合金块的质量偏小．

分析 测固体密度的原理是ρ=$\frac{m}{V}$，本题无砝码，在右盘中加水使其平衡，则水的质量等于合金块质量，体积用常规方法测出；但注意此试验中在将烧杯中的水倒入量筒中时，因烧杯壁粘液体而不能全部倒入．

解答 解：
（1）①本题中无砝码，在右盘中加水使其平衡，则合金块质量等于右盘中水的质量，
天平平衡时，如图a所示，右盘中水的体积V水=60cm3，
则合金块的质量：m=m水=ρ水V水=1.0g/cm3×60cm3=60g；
②由图a、b可知，合金块体积V=70cm3-60cm3=10cm3；
③合金块的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{60g}{10c{m}^{3}}$=6g/cm3；
（2）此实验中，再将烧杯中的水倒入量筒中时，因烧杯壁粘水而使烧杯中的水不能全部倒入量筒，导致测量水的体积偏小，水的质量偏小，合金块的质量偏小，由ρ=$\frac{m}{V}$可知，算出的密度偏小．
故答案为：（1）6；（2）偏小；烧杯中的水不能完全倒入量筒中，测出的合金块的质量偏小．

点评 测固体的密度在初中物理中要求较高，除掌握基本方法外，水是解决问题的媒介，比如排开水的体积等于固体体积；在天平上平衡时水的质量等于物体质量等，永远记住水的密度1.0g/cm3．

练习册系列答案
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