Question

16．小赵和同学们一起利用天平、水和烧杯来测量一不规则金属块的密度，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，将标尺上的游码移到零刻度处，发现指针偏向分度盘中央刻度线的左侧，应将天平右边的平衡螺母向右（选填“左”、“右”）调节，使天平横梁平衡．
（2）用天平测量金属块的质量，右盘中放入一个50g和一个10g的砝码并且调节标尺上的游码如图甲所示，则小石块的质量为62g．
（3）如图乙所示：a．往烧杯中加入适量的水，把金属块浸没，在水面到达的位置上作标记；
b．取出金属块，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．金属块取出后又加入水的质量为30g，金属块的体积为30cm³．
（4）用密度公式计算出金属块的密度为2.1×10³kg/m³．
（5）聪明的小赵同学发现：将金属块从水中取出，会导致密度的测量值比真实值偏小（选填“偏大”“偏小”或“不变”）．
（6）若已知这个金属块是铝制的（ρ_铝=2.7g/cm³），那这个金属块空心部分的体积为7.0cm³．（结果保留一位小数）

Answer 1

分析 （1）天平使用前调节平衡时，要调节平衡螺母，规则是“右偏左调，左偏右调”，即指针向右偏就向左调平衡螺母，指针向左偏就向右调平衡螺母，调左侧的还是右侧的平衡螺母都一样．
（2）金属块的质量等于砝码质量加游码在标尺上所对的刻度值；
（3）根据V=V_水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$计算出金属块的体积；
（4）根据ρ=$\frac{m}{V}$计算出金属块的密度；
（5）由于将金属块从水中捞出时，上面会沾有水，所测金属块的体积偏大，根据公式知，所测密度偏小．（6）根据ρ=$\frac{m}{V}$计算出金属块的实心体积，然后用金属块的实际体积减去实心体积即为空心部分体积．

解答 解：（1）已知指针向左偏，根据“右偏左调，左偏右调”的规则，应将平衡螺母向右调．
（2）由图1知，金属块的质量m=50g+10g+2g=62g；
（3）往烧杯中加入水的质量为m=183g-153g=30g，
由ρ=$\frac{m}{V}$得金属块的体积：
V=V_水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{30g}{1.0g/c{m}^{3}}$=30cm³；
（4）金属块的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{62g}{30c{m}^{3}}$≈2.1g/cm³=2.1×10³kg/m³．
（5）由于将石块从水中捞出时，上面会沾有水，所测石块的体积偏大，则所测密度偏小．
（6）若已知这个金属块是铝制的，由ρ=$\frac{m}{V}$得金属块的实心体积：
V_实心=$\frac{m}{{ρ}_{铝}}$=$\frac{62g}{2.7g/c{m}^{3}}$≈23.0cm³，
则空心部分的体积V_空=V-V_实心=30cm³-23.0cm³=7.0cm³．
故答案为：（1）平衡螺母；右；（2）62；（3）30；30； （4）2.1×10³；（5）偏小；（6）7.0．

点评 此题是测量金属块的密度，要测量密度，需得知质量和体积两个量，题目中告诉我们测量较大物体体积的方法：排水法，将金属块的体积转化为排开水的体积，应注意掌握．