Question

16．小明利用下列器材：一架天平（无砝码）、两只完全相同的烧杯、一只量筒、水、滴管来测定一个合金块的密度，现请你帮他完成如下操作：
①调天平平衡．
②将两只空烧杯分别放在天平的左右两盘内，把合金块放入左盘烧杯中；
③向右盘烧杯中缓缓倒水，再用滴管调节，直至天平平衡；
④将烧杯内水倒入空量筒中，测出水的体积（a图所示）；
⑤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（b图所示）．
则：（1）请补全有关步骤．
（2）合金块的质量=60g；合金块的体积=20cm³；合金的密度3×10³kg/m³．
（3）在读数无误的情况下，小明测出的合金块密度与真实值相比偏小 （填“偏大”或“偏小”），产生这一误差的主要原因是杯壁沾水，使水不完全进入量筒中．

Answer 1

分析 （1）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，体积用排水法测出；
（2）此实验中，将烧杯中的水倒入量筒中时，量筒中会有残留的水导致合金块质量测量值偏小．

解答 解：（1）①天平平衡时水的体积V_水=60cm³，合金块的质量m=m_水=ρ_水V_水=1.0g/cm³×60cm³=60g；
②合金块体积V=80cm³-60cm³=20cm³；
③合金块的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{60g}{20c{m}^{3}}$=3g/cm³=3×10³kg/m³，
（2）此实验中，再将烧杯中的水倒入量筒中时，因烧杯壁粘水而是烧杯中的水不能全部倒入量筒，致使测量的水总体积偏小，水的总质量偏小，合金块质量偏小，算出的密度偏小．
故答案为：（1）③再用滴管调节，直至天平平衡；
（2）60；20；3×10³（3）偏小；杯壁沾水，使水不完全进入量筒中．

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．