Question

小王的妈妈五一节在重庆百货店买了一个又大又漂亮的“黄金”装饰坠子，读初二的小王和他的爸爸妈妈特别想知道这个不规则装饰坠子的密度，请帮他们在下列方案中的空白处填空：
方案一：利用天平和量筒
（1）将托盘天平放在水平台上，将标尺上的游码移到零刻度处，调节天平两端的

平衡螺母

，使天平平衡．
（2）用已调好的天平测量坠子的质量．当天平平衡时．右盘中砝码和游码的位置如图1所示，坠子质量是

167.2

g，坠子的体积可由图2测得为

10

cm³．通过计算可知坠子的密度为

16.72

g/cm³．

方案二：实验过程中不小心摔掉了量筒，他们还想再测一次，接下来他们又利用一个圆柱形玻璃杯、天平、水也测出了坠子的密度：具体步骤是：
（1）利用方案一测量出的坠子的质量；
（2）在圆筒形玻璃杯中装入适量的水，记下水面的位置a处，并测出杯和水的总质量为86g．
（3）将坠子用细线系好，浸没入圆筒形玻璃杯的水中，记下水面到达的位置b处．
（4）将坠子从水中提出来，再往玻璃杯中注入水，使水面

到达b处

（填出水面应到达的位置），测出此时玻璃杯和水的总质量为97g．则坠子的体积为

11

cm³．
（5）用密度公式计算出坠子的密度为

15.2×10³

kg/m³．
（6）本实验中测坠子体积的方法在初中物理中经常见到，它属于科学方法中的（

B

）
    A．类比法    B．等效替代法    C．控制变量法    D．归纳法
他们 在评估与交流环节中认真讨论了两次测坠子的密度，一致认为方案二的测量误差较大，请同学们说说在方案二的实验操作中导致误差较大的两个原因：
原因1：

坠子取出时带走了一部分水

；
原因2：

使用圆形玻璃杯时本身误差较大

．

Answer 1

分析：一、（1）天平的正确使用：
把天平放在水平台上，游码移到标尺左端的零刻度；
调节天平的平衡螺母使天平的横梁平衡；
物体放在天平的左盘，砝码放在天平的右盘，使天平的横梁重新平衡；
物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值．
（2）根据密度公式ρ=

m

V

可知，要测量坠子的密度，需知道坠子的质量和体积；而质量已知，只需要测量坠子的体积，可利用坠子排开水的体积求出坠子的体积，再利用密度公式求出坠子的密度．
造成误差的原因：坠子取出时带走了一部分水，同时使用圆形玻璃杯时本身误差较大．

解答：解：方案一：（1）天平放在水平台上，游码移动标尺左端的零刻度，调节平衡螺母使天平的横梁平衡．
（2）坠子的质量：即100g+50g+10g+5g+2.2=167.2g；
坠子的体积：V=V₂-V₁=40mL-30mL=10ml=10cm³；
坠子的密度：ρ=

m

V

=

167.2g

10cm3

=16.72g/cm³；
方案二：（4）将坠子从水中提出来，再往玻璃杯中注入水，使水面仍在b处，测出此时玻璃杯和水的总质量为97g．则坠子的体积：V=

97g-86g

1g/cm3

=11cm³．
（5）用密度公式计算出坠子的密度：ρ=

m

V

=

167.2g

11cm3

=15.2g/cm³=15.2×10³kg/m³．
（6）本实验中测坠子体积运用了等效替代法．
造成方案二实验操作中导致误差较大的两个原因：一是坠子取出时带走了一部分水；二是使用圆形玻璃杯时本身误差较大．
故答案为：方案一：（1）平衡螺母；（2）167.2；10；16.72；方案二：（4）b处；11；（5）15.2×10³；（6）B；坠子取出时带走了一部分水；使用圆形玻璃杯时本身误差较大．

点评：本题是考查学生知识的运用、知识的迁移、方法的灵活掌握，而不是单纯的考查学生知识的记忆．应用到物理的方法是替代法，间接测量某个物理量这也是物理上常用的一种方法．