Question

4．如图，小明利用一个烧杯、天平、水，测出了一小块不规则小石块的密度．请将他的步骤补充完整．

（1）把托盘天平放在水平台上，将标尺上的游码移到左端零刻度处处，若在调节平衡螺母，使天平平衡．
（2）用天平测量小石块的质量，天平平衡时，右盘中的砝码和标尺上的游码如图甲所示，则小石块的质量为52g．
（3）如图乙所示，A、往烧杯中加入适量的水，把小石块浸没，在水面到达的位置做标记；B、取出小石块，测得烧杯和水的总质量为122g；C、往烧杯中加水，直到水面达到标记处，再测出此时烧杯和水的总质量为142g．
（4）计算出小石块的体积为20cm³．
（5）用密度公式计算出小石块的密度为2.6×10³kg/m³；
（6）对实验的过程进行仔细分析后，可以发现容易引起本实验误差的因素很多，请写出其中的一条将石块从杯中取出时，会附着一些水，从而使加的水的质量增大，使石块的体积增大，导致石块的密度变小．

Answer 1

分析 （1）对天平的调节和使用的方法为“水平放置游码零，指针居中横梁平（衡）；左物右码轻放置，质量等于砝（码）游（码）和”．即天平测量物体质量前要调节横梁平衡，先将游码移至零刻度线；
（2）根据天平的读数方法，物体的质量等于砝码的质量加上游码所对刻度，而要准确读出游码所对刻度，必须明确标尺的分度值及以游码左端所对刻度为准．
（3）石块的体积等于烧杯中加倒水入的体积．
（4）石块的体积与倒入水的体积相同，我们可以根据烧杯中倒水前后的质量，根据密度公式，求出倒入水的体积；
（5）根据密度公式，已知石块的质量，体积，求出石块的密度．
（6）从实验操作的环节中可以看出，取出石块时，石块上会带有水，这会影响体积的测量结果．

解答 解：（1）根据天平的调节和使用方法，天平测量物体质量前要调节横梁平衡，先将游码移至零刻度线；
（2）根据天平的读数方法，如图所示，本游码标尺的分度值是0.2g，则m_石=游码质量+游码对应刻度值=50g+2g=52g；
（3）根据图示，我们可以发现，石块的体积就是要加入水的体积，也就是要使取出石块烧杯中水的水面与石块在烧杯中水的标记相平，
（4）已知烧杯和水质量m₁=122g，加入水与标记相平时，烧杯和水的质量m₂=142g，
加入水的质量m_加=m₂-m₁=142g-122g=20g；
根据密度公式ρ=$\frac{m}{V}$，已知水的密度是常量，即1.0g∕cm³，
V_加=$\frac{{m}_{加}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{20g}{1.0g/c{m}^{3}}$=20cm³
又因为V_石=V_加
所以V_石=20cm³
（5）根据密度公式ρ=$\frac{m}{V}$，已知石块质量m_石=52g，石块体积V_石=20cm³
所以ρ_石=$\frac{{m}_{石}}{{V}_{石}}$=$\frac{52g}{20c{m}^{3}}$=2.6g∕cm³=2.6×10³kg∕m³
（6）测出的密度比实际值偏小，因为从烧杯中取出石块时，带走了一部分水．使得石块的体积最终的测量值偏大
故答案为：（1）左端零刻度处； （2）52；（3）水面达到标记处； （4）20；（5）2.6×10³；
（6）将石块从杯中取出时，会附着一些水，从而使加的水的质量增大，使石块的体积增大，导致石块的密度变小．

点评 本题中天平使用、固体密度的测量属基础问题，因初中物理对固体密度的测量要求较高，体积用到补充水的方法，给本题带来了一定难度．