Question

5．某同学利用托盘天平，水和烧杯测量一个不规则小石块的密度．

（1）将天平放在 水平桌面上，用镊子将标尺上的游码移到零刻度处，然后调节天平的平衡螺母使横梁水平平衡．
（2）将 小石块放在左盘中，往右盘增加砝码，当在右盘加上最小的砝码后发现指针位置如图甲所示，接下来操作是应用镊子取走最小的砝码后，再向右移动游码，直到天平平衡．
（3）最终天平平衡后，右盘砝码和标尺游码如图乙，则小石块的质量为78.4g．
（4）如图丙所示，a．往烧杯加适量的水，将石块浸没，在烧杯上记下水位的标记，b．取出小石块，测得烧杯和水的总质量为200g．c．再往烧杯中加水知道标记处测出此时烧杯和水的总质量为220g，则测得小石块的密度为3.92×10³kg/m³．

Answer 1

分析 按照天平的基本操作要求先调节、再测量，读数时应将砝码质量与游码示数相加．
在没有量筒或物体太大无法放入量筒中时，可利用本题中图丙的方法来测量其体积．石块的排水体积就是石块的体积，排水体积可通过求排水质量和水的密度求出，排水质量则是图中b、c两次的质量之差．

解答 解：（1）天平放好后，应先将游码移至标尺的零刻线处，然后调节移动平衡螺母使天平平衡；
（2）由图甲知，加上最小的砝码后，右盘质量大，接下来应用镊子取走最小的砝码后，再向右移动游码，直到天平平衡；
（3）由图乙中天平的示数：m=50g+20g+5g+3.4g=78.4g；
（4）在如图丙所示的方法中，取出了石块，再将水补充到原来的标记处，这样增加的水的体积就是石块的体积，
小石块的体积：V=V_排=$\frac{{m}_{排}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{220g-200g}{1g/c{m}^{3}}$=20cm³
小石块的密度：ρ_石=$\frac{m}{V}$=$\frac{78.4g}{20c{m}^{3}}$=3.92g/cm³=3.92×10³kg/m³
故答案为：（1）平衡螺母；（2）用镊子取走最小的砝码后，再向右移动游码，直到天平平衡；（3）78.4；（4）3.92×10³．

点评 本题主要考查了天平的调节及使用方法，同时还提供了一种利用等效替代求固体体积的方法，很好的一道实验题．