Question

8．上周末，小颖同学在长江边玩耍时捡回一块漂亮的鹅卵石，她准备在实验室测定其密度：
（1）她先将天平放在水平桌面上，移动游码至称量标尺左端的零刻度线处，发现指针静止在分度盘中央的左侧，则应将平衡螺母向右调节．用调节好的天平测量鹅卵石的质量，平衡时砝码规格和游码的位置如图甲所示，则鹅卵石的质量为38.4 g．
（2）量筒中装适量的水，读出体积为30cm³，放入鹅卵石时，不慎掉入量筒的水中，液面静止后如图乙所示，则鹅卵石的体积是15 cm³，计算出鹅卵石的密度为2.56 g/cm³．
（3）测量鹅卵石的操作中水可能溅出，引起密度测量值偏大（选填“偏大”或“偏小”）．
正确的操作是用细线悬挂鹅卵石缓慢浸没入水中，既能防止水测量时溅出，还可以避免损坏量筒．
（4）她在实验室测量了鹅卵石的密度后，还意犹未尽地想测量挂在她钥匙上的装饰物（如图丙所示）的密度．可是小颖发现装饰物不能放入量筒中测体积，正在发愁的同时，同桌的小丽帮她解决了这个问题．小丽利用已经测出的装饰物质量m，采用如下方法准确地测出了装饰物的密度，请将小丽的实验步骤补充完整：
①用天平测出烧杯和适量水的总质量为m₁；
②将装饰物浸没在水中，在水面处做一个记号，再取出装饰物；
③向烧杯中缓慢加水至记号处，测出烧杯和水的总质量m₂．
④密度表达式，ρ_装饰物=$\frac{m}{{m}_{2}-{m}_{1}}$•ρ_水（用物理量的符号表示）．

Answer 1

分析 （1）在天平使用时，应先将天平放在水平的桌面上，而后将天平的游码归零，后根据指针的偏转方向判断天平哪端下沉，调节过程中，调节天平平衡时，平衡螺母向上翘的方向移动．
天平测得物体的质量=砝码的质量+游码对应的刻度值．
（2）读出鹅卵石浸没水后水面到达的刻度，读出只有水时水面到达的刻度，求出鹅卵石的体积；然后利用密度公式求出鹅卵石的密度．
（3）为了保护器材和防止量筒力的水可能溅出，应该用细线悬挂鹅卵石缓慢浸没在水中．
（4）①装饰物浸没在水中，装饰物的体积等于装饰物排开水的体积，求出装饰物排开水的质量，知道水的密度，根据密度公式求出装饰物排开水的体积，即装饰物的体积．
②知道装饰物的质量和体积，根据密度公式求出装饰物的密度．

解答 解：（1）用天平测量物体的质量时，首先把天平放在水平台上，把游码放在标尺左端的零刻线处．然后调节横梁两端的平衡螺母，使横梁平衡，在调节过程中，若指针偏向分度盘的左方，应将平衡螺母向右边调节；
该天平的标尺每一个大格代表1g，每一个小格代表0.2g，游码对应的刻度值是3.4g．
故物体的质量=砝码的质量+游码对应的刻度值=20g+10g+5g+3.4g=38.4g．
（2）鹅卵石的体积V=45cm³-30cm³=15cm³；
则鹅卵石的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{38.4g}{15c{m}^{3}}$=2.56g/cm³；
（3）测量合金体积的操作中，放入合金时，不慎掉入量筒的水中，这样引起求得的合金的体积偏小，从而引起密度测量值偏大；正确的操作是用细线悬挂合金缓慢浸没在水中，既能防止水溅出，还可以避免损坏量筒．
（4）①用天平测出烧杯和适量水的总质量为m₁．
②将装饰物浸没在水中，在水面处做一个记号，再取出装饰物．
③向烧杯中缓慢加水至记号处，测量烧杯和水的总质量m₂．
④装饰物的密度：ρ_装饰物=$\frac{m}{V}$=$\frac{m}{\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{m}{{m}_{2}-{m}_{1}}$•ρ_水．
故答案为：（1）右；38.4；（2）15；2.56；（3）偏大；损坏量筒；（4）测出烧杯和水的总质量m₂；$\frac{m}{{m}_{2}-{m}_{1}}$•ρ_水．

点评 测量固体体积的方法：量筒测量体积，阿基米德原理测量体积；同体积的水等效替代的方法．