Question

1．小文和小红想测石块的密度，器材有：天平、砝码、烧杯、足量的水、胶头滴管．他们经过思考，进行下面的操作：

（1）小文把天平放在水平桌面上，调节平衡螺母，使天平平衡．小红认为此操作有误，错误是没有将游码拨至标尺左端零刻线处．
（2）用调节好的天平称石块的质量，右盘中的砝码和标尺上的游码如图甲所示，则石块的质量为72g．
（3）为了测石块体积，他们进行了如图乙所示的实验操作：
a．烧杯中装有适量的水，标记好水面的位置，测得烧杯和水的总质量为103g．
b．将石块放入装水的烧杯中，倒出超过标记处的水，并用胶头滴管使水面恰好在标记处，测出此时烧杯、水、石块全部的质量为145g．
c．通过计算，石块的密度为2.4×10³kg/m³．
（4）实验结束后，他们进行讨论：若b操作中倒出水后，水面还高于标记处，这样的情况下测出的密度值将偏大（偏大/偏小）．

Answer 1

分析 （1）使用天平之前先把天平放在水平台上，游码移到标尺左端的零刻度处，然后调节平衡螺母，平衡螺母向上翘的一端移动，使天平的横梁平衡．
（2）天平平衡时物体的质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值；
（3）根据石块的体积等于排开水的体积计算得出，依据公式为V=$\frac{m}{ρ}$，根据公式ρ=$\frac{m}{V}$计算出石块的密度；
（4）由于将石块从水中取出时，石块上会沾有水，造成石块的体积测量偏大，然后根据密度公式分析密度的误差．

解答 解：（1）小文把天平放在水平桌面上，应该首先将游码移到标尺最左端的零刻线处，再调节天平平衡．所以错误是：游码没有移到左端的零刻线处；
（2）由图甲知，物体的质量为m=50g+20g+2g=72g；
（3）m_石-m_水=145g-103g=42g，
倒入烧杯中水的质量为m_水=72g-42g=30g；
由题意知，石块的体积等于倒出烧杯中水的体积，由ρ=$\frac{m}{V}$得：V=V_排=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{30g}{1g/c{m}^{3}}$=30cm³；
物体的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{72g}{30c{m}^{3}}$=2.4g/cm³=2.4×10³kg/m³；
（4）若b操作中倒出水后，水面高于标记处，造成石块的体积测量偏小，由ρ=$\frac{m}{V}$得，密度偏大；
故答案为：
（1）没有将游码拨至标尺左端零刻线处；
（2）72；
（3）2.4×10³；
（4）偏大．

点评 此题是测量固体物体的密度实验，考查了等效替代法的应用，其中有关天平的读数及密度的计算是基础，有关物体体积的测量是难点．要掌握两种测量体积的方法，特别是利用阿基米德原理测量物体的体积更为重点．