Question

18．小明用压岁钱为妈妈买了一只银手镯作为生日礼物（如图1），他想通过测量密度实验判断手镯是不是纯银制成的．
（1）调节天平平衡时小明发现指针指在分度中线的左侧，他应该把平衡螺母往右调；
（2）小明设计出测手镯密度所需的步骤：
A、用天平测量银手镯的质量m
B、用量筒接住溢出来的水，待水不再溢出时读出水的体积为V
C、把手镯放入溢水杯
D、在溢水杯中装满水
 正确的测量顺序为：ADCB，手镯密度的表达式ρ=$\frac{m}{V}$．
（3）小明在实验过程中发现，由于手镯的体积不大，溢水杯溢出的水太少而造成实验误差较大，于是，他采用另外一种方法按以下步骤进行：
①用天平测出手镯的质量为31.5g
②在烧杯内放适量的水，持天平平衡后如图2所示，则其总质量为66.6g；
③用细绳拴住手镯，把它悬挂浸没烧杯水中（不碰杯壁和杯底），调节天平重新平衡，读数为69.6g，此时天平读数增加是因为杯底受到浮力的反作用力，从而可以算出手镯的体积是3cm³；
④计算出这只手镯的密度为10.5g/cm³，将此数据与纯银的密度进行对比并得出结论．

Answer 1

分析 （1）天平使用前调节平衡时，要调节平衡螺母，规则是“右偏左调，左偏右调”，即指针向右偏就向左调平衡螺母，指针向左偏就向右调平衡螺母，调左侧的还是右侧的平衡螺母都一样．
（2）要测量手镯的密度，需测量其质量和体积，实验步骤要尽量减小测量误差，所以先测质量后测体积；
（3）天平平衡时，左盘中物体的质量等于右盘中砝码的质量加上游码在标尺上所对的刻度值．
物体间力的作用是相互的，排开水的质量为69.6g-66.6g，利用排开水的体积即为手镯的体积，结合密度公式求出体积；利用密度公式表达石块的密度．

解答 解：（1）调节天平平衡时小明发现指针指在分度中线的左侧，根据“右偏左调，左偏右调”的规则，应将平衡螺母向右调．
（2）小明设计出测手镯密度所需的正确步骤：
A、用天平测量银手镯的质量m
D、在溢水杯中装满水
C、把手镯放入溢水杯
B、用量筒接住溢出来的水，待水不再溢出时读出水的体积为V，此时即为手镯的体积，
则手镯密度的表达式ρ=$\frac{m}{V}$，
（3）由图知，总质量为：m_总=50g+10g+1.6g=66.6g，
由于手镯受到浮力作用，就要向下施加大小等于浮力的反作用力，
排开水的质量m_排=69.6g-66.6g=3g，由ρ=$\frac{m}{V}$可得，V_排=$\frac{{m}_{排}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{3g}{1g/c{m}^{3}}$=3cm³，
手镯的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{31.5g}{3c{m}^{3}}$=10.5g/cm³．
故答案为：（1）右；（2）ADCB；$\frac{m}{V}$；（3）66.6；浮；3；10.5．

点评 此实验中主要考查了天平的调节与读数、量筒的读数、密度公式的运用等，不过通过此实验我们更要重点学习一种等效替代的方法，即此实验中用排开水的体积替代玉镯的体积，值得我们学习的借鉴．