题目内容

11.小光和小红同学在实验室里测某种矿石的密度,选用天平、量筒、矿石样品、细线、烧杯和水进行实验.
(1)小光先把天平放在水平桌面上,再调节横梁两端的平衡螺母使天平在水平位置平衡.
(2)小光将矿石样品放在天平左盘,在右盘增减砝码并移动游码直至横梁重新平衡,此时右盘中所放砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示.接着他利用量筒和水测量矿石样品的体积,量筒中放入矿石样品前后,水面静止时的位置如图乙所示.

(3)通过以上测量可知,矿石样品的质量为63g,体积为20cm3,密度为3.15×103kg/m3.
(4)小红想:如果不用量筒,能否测出矿石样品的体积呢?她找来一个盛满水的溢水杯(如图丙),测出了矿石样品的体积.请将小红的实验步骤补充完整,写出矿石样品体积的表达式(用所测物理量表示):
实验步骤:①用天平测出空烧杯的质量m1;
②将矿石浸入溢水杯中,用空烧杯接住溢出的水;测出水和烧杯的总质量m2,求出排开水的质量m;.
③矿石样品体积的表达式$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$.

分析 (1)把天平放在水平桌面上,并将游码移至标尺左端零刻度线处;调节平衡螺母使天平在水平位置平衡;
(2)天平调节好后,左盘放物体,右盘放砝码;
(3)天平读数时应将砝码质量与游码示数相加;通过量筒两次的示数之差得出物体的体积;利用公式ρ=$\frac{m}{V}$可计算物体的密度;
(4)利用溢水杯可测出矿石排开水的质量,求出矿石排开水的体积,即为矿石的体积.

解答 解:(1)将天平放在水平桌面上,把游码移到标尺左端的零刻线处,再调节横梁两端的平衡螺母使天平在水平位置平衡;
(2)小光将矿石样品放在天平左盘,在右盘增减砝码并移动游码直至横梁重新平衡,
(3)读图甲可知,矿石的质量:m=50g+10g+3g=63g;
读图乙可知,矿石的体积:V=80ml-60ml=20ml=20cm3;
矿石的密度:ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{63g}{20c{m}^{3}}$=3.15g/cm3=3.15×103kg/m3.
(4)在没有量筒的情况下,可通过溢水杯和天平、空烧杯测量矿石的体积:
①用天平测出空烧杯质量m1;
②将矿石浸入溢水杯中,用空烧杯接住溢出的水;
测出水和烧杯的总质量m2,求出排开水的质量m.
③矿石样品的体积:V矿石=V排水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$.
故答案为:(1)水平桌面;平衡螺母;(2)左;游码;(3)63;20;3.15×103;(4)②将矿石浸入溢水杯中,用空烧杯接住溢出的水;测出水和烧杯的总质量m2,求出排开水的质量m;③$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$.

点评 在本题的实验中,提供了两种不同的测量固体体积的方法,尤其是对于矿石体积的测量,我们可以用量筒,也可以借助溢水杯来完成,有一定的借鉴意义.

练习册系列答案
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6.小亮想测量一个小木块(不吸水)的密度,他利用天平、圆柱形玻璃杯、适量的水、细针等器材,经过思考,想出了如下的实验方法.

(1)图甲是小亮在调节天平时的情景,小丽指出了他在操作上的错误,你认为错误之处是:游码未拨至标尺的零刻度线处.
(2)小亮纠正错误后,发现天平的指针偏向分度盘中线的左边,他应该向右(选填“左”或“右”)调右侧的平衡螺母.调节好天平后,按照以下步骤继续实验:
①将小木块放在天平左盘,天平平衡时右盘中所加砝码和游码的位置如图乙所示,则小木块的质量为18.6g.
②将玻璃杯中装满水,用细针缓慢地将木块压入水中,使之完全浸没.利用排水法,测出溢出水的质量为30g,则小木块的体积为30cm3.
③算出小木块的密度是0.62g/cm3,该实验的原理是ρ=$\frac{m}{V}$.
(3)受小亮实验的启发,小丽在实验时除了利用原有的圆柱形玻璃杯、适量的水和细针外,又找了一把刻度尺,不用天平也测出了木块的密度.请你将下列测量步骤补充完整:
①在玻璃杯中装入适量的水,用刻度尺测出杯中水的深度为h0;
②将木块轻放入玻璃杯中,待它漂浮时,用刻度尺测出杯中水的深度为h1;
③用细针缓慢地把木块压入水中,使之完全浸没,用刻度尺测出杯中水的深度为h2;
④小木块密度的表达式:ρ木=$\frac{h-{h}_{0}}{{h}_{2}-{h}_{0}}$ρ水.(用测量的物理量和ρ水的符号表示)

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