Question

13．美术课上同学们用橡皮泥捏动物模型时，发现橡皮泥沉入水中，小萍和小琴想知道橡皮泥的密度到底有多大，她们决定去实验室测一下．实验室老师给她们提供了以下器材：天平（含砝码）、250ml的量筒、烧杯，水，200g的橡皮泥，小刀等．小琴先用小刀切取下一块实验用橡皮泥，剩余的留在桌上，接着开始了实验：
（1）小萍将天平放在水平桌面上后，应先将游码移至标尺左端“0”刻度线上，再调节天平横梁平衡．天平横梁调平衡后，小萍将橡皮泥放在天平左盘，在天平右盘中加、减砝码后，指针的指示情况如图甲所示，这时她应进行的操作是取下最小的砝码，向右移动游码，直至天平平衡．天平平衡时砝码和游码的示数如图乙所示，则橡皮泥的质量为147.6g．
（2）向量筒中倒进适量的水，这里的“适量”是指物体浸没后液面位置还不超过量筒的量程，测出这些水的体积，将橡皮泥浸没在置筒内的水中，测出橡皮泥和水的总体积如图丙．测量完毕后，她们一起算出了留在桌上剩余橡皮泥的密度1.476×10³kg/m³．

（3）在强度有保证的条件下，各种复合材料由于密度小，被人们广泛应用于汽车、飞机等制造业．请你写出这类材料广泛应用于汽车、飞机制造的优点：减轻飞机和汽车的质量，以提高速度、节约能源．

Answer 1

分析 （1）正确使用天平要注意：放，调，称，记，回的要求，特别注意正确使用天平的方法，尤其要注意天平在测量前调节平衡的是平衡螺母，平衡螺母的调节与指针偏离方向相反，而称量物体时在增减砝码都不能使横梁平衡时，应调节游码；
橡皮泥的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值．
（2）量筒测固体体积的依据就是，当固体浸没时，它排开的水的体积就等于自身的体积，所以，首先要能完全浸没，其次还不能超出量程．
橡皮泥的体积V等于量筒两次液面对应的体积之差；
橡皮泥的密度用公式ρ=$\frac{m}{V}$计算．
（3）根据实际情况，说明该材料在生活中的应用即可．

解答 解：（1）在调节天平平衡前，将天平放在水平桌面上，把游码移到标尺左端的“0”刻度线处；
天平横梁平衡后，在称物体的质量时，指针偏右，说明砝码质量偏大，因此应取下最小的砝码，向右移动游码．
由图乙知，标尺的分度值为0.2g，橡皮泥的质量：m=100g+20g+20g+5g+2.6g=147.6g，
（2）固体浸没入水中时，可以排开与自己同体积的水，使水面上升，所以水的多少要保证能淹没待测物体，物体浸没后液面位置还不超过量筒的量程．
橡皮泥的体积V=175ml-75ml=100ml=100cm³；
橡皮泥的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{147.6g}{100c{m}^{3}}$=1.476g/cm³=1.476×10³kg/m³，
则留在桌上剩余橡皮泥的密度为1.476×10³kg/m³，
（3）由于复合材料的密度偏小，故在生活生产中，可以用该材料减轻飞机和汽车的质量，以提高速度、节约能源等；
故答案为：（1）游码移至标尺左端“0”刻度线上；取下最小的砝码，向右移动游码；147.6；
（2）物体浸没后液面位置还不超过量筒的量程；1.476×10³kg/m³；
（3）减轻飞机和汽车的质量，以提高速度、节约能源．

点评 本题是测量金属球的密度实验，考查了天平和量筒的使用和读数，注意分度值，同时考查了密度的计算，难度适中．