Question

1．在测量金属块密度的实验中，首先用托盘天平测量金属块质量，小明将天平放在水平桌面上，游码移到标尺的零刻度处，若天平的指针静止在图1甲所示位置，则可调节平衡螺母向右（选填“左”或“右”）移动，使天平平衡．如图1乙所示是小明测量金属块质量时的情形，请指出小明的一点操作错误用手直接拿砝码，当盘中所加砝码和游码位置如图1丙所示时天平平衡，则该金属块质量为52.4g．
测完质量后，小明用量筒测金属块的体积，如图2所示，该金属块体积为20cm³，金属块的密度为2.62×10³kg/m³．
测完金属块的密度后，老师又让小明同学测酱油的密度，材料有天平、小空瓶，而没有量筒，他思考后按照自己设计的实验步骤进行了测量，测量内容及结果如图3所示．
（1）请按照图3中的顺序写出对应的实验步骤
第一步用天平测出空瓶的质量m₁
第二步用天平测出瓶装满水后的总质量m₂
第三步用天平测出瓶装满酱油后的总质量m₃
（2）酱油的密度为1.1×10³kg/m³．

Answer 1

分析 调节天平平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动．物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值；物体的体积等于物体浸没水前后水面对应刻度值的差；利用密度公式求出物体的密度；
（1）在此题中，根据题目中给出的实验器材，结合实验原理可知，由于没有量筒，此题的难点在于如何测量液体的体积．根据图示的步骤可知，它是利用同一容器装不同的液体，液体的体积相同，即利用水的体积来代换酱油的体积．

解答 解：在测量金属块密度的实验中，首先用托盘天平测量金属块质量，先将天平放在水平桌面上，游码移到标尺的零刻度处，如图，指针指向分度盘的左侧，说明天平右端上翘，平衡螺母向上翘的右端移动．图1乙所示是小明测量金属块质量时的情形，其操作错误是用手直接拿砝码；
金属块的质量：m=50g+2.4g=52.4g，
金属块的体积：V=40ml-20ml=20ml=20cm³，
金属块的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{52.4g}{20c{m}^{3}}$=2.62g/cm³=2.62×10³kg/m³．
（1）根据图示的步骤可知：第一步：用天平测出空瓶的质量m₁
第二步：用天平测出瓶装满水后的总质量m₂
第三步：用天平测出瓶装满酱油后的总质量m₃
（2）根据实验原理，要测液体的密度，就要知道液体的质量和体积．
酱油的体积等于水的体积，因此求出水的体积是解决此题的关键．
水的体积利用水的质量和密度求出水的体积V=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{44g-14g}{1g/c{m}^{3}}$=30cm³．
然后再用酱油的质量和水的体积求出酱油的密度，表达式为：ρ_酱油=$\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{V}$=$\frac{47g-14g}{30c{m}^{3}}$=1.1g/cm³=1.1×10³kg/m³．
故答案为：零；右；用手直接拿砝码；52.4；20；2.62×10³；
（1）用天平测出空瓶的质量m₁；用天平测出瓶装满水后的总质量m₂；用天平测出瓶装满酱油后的总质量m₃；（2）1.1×10³．

点评 在测量物体密度的实验中，常规的测量方法是利用天平测质量、量筒测体积，从而求出密度．还有一些特殊的测量方法，如此题，只给出一个测量质量的工具：天平，而没有测量体积的工具量筒，利用转换的方法求出体积，进而求出密度．还有类似的，只给出量筒，没有天平如何测量橡皮泥的密度等等．