Question

12．陈明同学在测量石块密度实验中，使用托盘天平称量物体质量时，记录到指针静止时，指针相对刻度盘的位置如图1所示．试根据自己的测量经验，指出此现象发生的可能情境，说明下一步的正确操作：

（1）情境一：天平还未调节平衡
操作：将游码调到零刻度线，向右移动平衡螺母，直至指针指到中央．
（2）情境二：测量时，砝码不够
操作：向右盘加砝码，或移动游码，直至指针指到中央．
（3）如图2所示，
A．往烧杯中加入适量的水，把质量为48g的小石块浸没，在水面到达的位置做上标记；
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，直到水面与标记相平，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）计算出小石块的密度为2.4 g/cm³．

Answer 1

分析 （1）（2）指针偏转原因有两点：一是在称量物体之前横梁不平衡，应调节平衡螺母使横梁达到平衡；二是在称量的过程中横梁不平衡，这时不能调节平衡螺母，应向右盘中加减砝码或移动游码使横梁重新达到平衡；
（3）掌握替代法测体积的方法，往烧杯中加水，直到水面与标记相平；
（4）石块的体积等于排开水的体积；先计算出排开水的质量，再根据V=$\frac{m}{ρ}$计算出排开水的体积；
（5）根据ρ=$\frac{m}{V}$计算石块的密度．

解答 解：
（1）情景一：使用天平测量物体之前出现如图现象，天平还未调节平衡；
操作：将游码调到零刻度线，向右移动平衡螺母，直至指针指在分度盘的中央；
（2）情景二：使用天平称量物体的过程中，出现了如图现象，测量时，砝码不够；
操作：向右盘中加减砝码或或移动游码，直至指针指到中央．
（3）C、通过石块排开水的体积得知石块的体积，所以往烧杯中加水，直到水面与标记相平；
（4）由题意知，石块排开水的质量为m_排=m₂-m₁=148g-128g=20g；
由ρ=$\frac{m}{V}$得，石块排开水的体积：V_排=$\frac{{m}_{排}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{20g}{1g/c{m}^{3}}$=20cm³；
石块的体积：V=V_排=20cm³．
（5）石块的密度为：则ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{48g}{20c{m}^{3}}$=2.4g/cm³．
故答案为：
（1）天平还未调节平衡；将游码调到零刻度线，向右移动平衡螺母，直至指针指在分度盘的中央；
（2）测量时，砝码不够；向右盘中加减砝码或或移动游码，直至指针指到中央；
（3）水面与标记相平；
（4）20；
（5）2.4．

点评 此题考查了测量石块的密度实验，掌握天平的调平方法和利用转换法测量石块的体积是解题的关键；难点是根据自己的经验设计情境并解答．