Question

1．小红物理学习小组在“测量物质的密度”的实验中，所用器材有：天平、小石块、烧杯、水、细线等，她的实验过程如下：

（1）调节天平平衡时，应将游码移至零刻度处，若发现天平的指针偏向分度盘的右侧，应将平衡螺母向左调（填“左”或“右”）
（2）用天平测出石块的质量m₁；
（3）如图甲所示，将烧杯中装入适量的水，置于天平上，平衡时的读数为m₂；
（4）如图乙所示，接着用细线将石块拴住，使之完全浸没在上述烧杯的水中，天平平衡时的读数为m₃（此时手向上拉住细线另一端，石块不接触杯壁和杯底，水不外溢）；
（5）石块的密度表达式为ρ_石=$\frac{{m}_{1}{ρ}_{水}}{{m}_{3}-{m}_{2}}$；
（6）次实验过程中若将（3）（4）顺序对换，则所测密度的误差是偏小．

Answer 1

分析 （1）天平的调节时，应先将游码调回零刻度处，再根据指针左偏右调，右偏左调来调节横梁的平衡；
（5）用细线将石块拴住，使之完全浸没在上述烧杯的水中，天平平衡时的读数为m₃，排开水的质量为水的体积即为石块的体积，结合密度公式求出体积；利用密度公式表达石块的密度；
（6）若对换步骤顺序，从排开水的体积变化入手分析测量体积变化，分析密度变化．

解答 解：
（1）调节天平平衡时，应将游码移至零刻度处，若发现天平的指针偏向分度盘的右侧，应将平衡螺母向左调；
（5）用细线将石块拴住，使之完全浸没在上述烧杯的水中，天平平衡时的读数为m₃（此时手向上拉住细线另一端，石块不触杯壁和杯底，水不外溢），
石块排开水的质量为：m_排=m₃-m₂，
若水的密度为ρ_水，则石块的体积为：
V_石=V_排=$\frac{{m}_{排}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{ρ}_{水}}$，
石块的密度：ρ_石=$\frac{{m}_{1}}{{V}_{石}}$=$\frac{{m}_{1}}{\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{1}{ρ}_{水}}{{m}_{3}-{m}_{2}}$，
（6）此实验过程中若将（3）（4）顺序对换，由于提出石块时会带出一部分水，则所测水与烧杯的总质量m₂变小，所以所测排开水的体积变大，测得石块的体积变大，故所测石块的密度偏小．
故答案为：（1）零刻度；左；（6）$\frac{{m}_{1}{ρ}_{水}}{{m}_{3}-{m}_{2}}$；（7）小．

点评 此题主要考查学生对于测量密度实验的理解和掌握，天平的调解、利用转换思维求体积是重点与难点．