Question

17．如图是“测量金属块的密度”的实验，小明在实验过程中遇到如下问题，请你帮他一起解决：
（1）在调节天平时，他将游码拨到零刻度线时发现指针在图甲B位置，请你写出他接下来的操作向左调节平衡螺母，直到指针对准分度盘的中央刻度线；天平调节平衡后在测量金属块质量时，他首先将物体放在天平的左盘，然后把50g的砝码放在右盘中，指针静止在甲图中的A位置；当他再向右盘中加入20g的砝码后，指针静止在甲图中的B位置，他应该取下20g砝码；再向右盘中试加入10g的砝码，…，当天平平衡时，右盘中的砝码的质量和游码位置如图乙所示．
（2）小明首先在量筒中加入30ml的水，将金属块浸没在水中后，水面位置如图丙示，则小明测出金属块的密度为7.575×10³kg/m³．
（3）小明发现他测出的密度相对于参考值来说偏小，他仔细观察发现，他在将金属块放入水中时因速度较快而导致金属块上有很多气泡，请解释李明测出的密度偏小的原因：金属块上有很多气泡，导致体积会偏大，由ρ=$\frac{m}{V}$可知，密度测量值会偏小．

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；在称量过程中，按“从大到小”的顺序向右盘中添加砝码，如果最小的砝码放到右盘后，横梁右侧下沉，则应取下最小的砝码，然后向右移动游码；
（2）通过量筒两次的示数之差可以求出体积；金属块的密度可利用密度的公式计算得出；
（3）实验的误差主要产生在体积增大，进而影响密度的结果．

解答 （1）在调节过程中，若指针偏向分度盘中线的右方，应将平衡螺母向左边调节．直到指针对准分度盘的中央刻度线；
在称量时又出现了指针静止在甲图中的B位置的情形，说明砝码质量过大了，此时应用镊子取出20g砝码，再向右盘中试加入10g的砝码，…；
被测金属块的质量为50g+10g+0.6g=60.6g．
（2）金属块的体积V=38cm³-30cm³=8cm³；
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{60.6g}{8c{m}^{3}}$=7.575g/cm³=7.575×10³kg/m³．
（3）金属块上有很多气泡，导致体积会偏大，由ρ=$\frac{m}{V}$可知，密度测量值会偏小．
故答案为：（1）向左调节平衡螺母，直到指针对准分度盘的中央刻度线；
（2）7.575×10³；
（3）金属块上有很多气泡，导致体积会偏大，由ρ=$\frac{m}{V}$可知，密度测量值会偏小．

点评 固体密度的测量是初中物理的重要实验，一定要熟练掌握．天平、量筒的读数，以及利用密度公式进行简单的计算，这都是测密度实验中最基本的技能，需要我们熟练掌握．