Question

2．小明在实验室里测量一块形状不规则、体积较大的矿石的密度，操作如下：

（1）用调节好的天平测量矿石的质量，在测量时，向右盘中添加砝码，当加上最小砝码后，发现指针静止时指在分度盘零刻度线右侧的位置，则接下列的操作应是取出最小砝码，然后向右移动游码，直至天平横梁平衡．当天平平衡时，右盘中砝码和游码的位置如图a所示，矿石的质量是175.6g．
（2）因矿石体积较大，放不进量筒，因此他利用了一只烧杯，按图b所示方法进行测量，得出矿石的体积．
（3）矿石的密度是2.52×10³kg/m³，从图b中A到B的操作引起的密度测量值比它的真实值偏小（选填“偏 大”、“偏小”、“不变）．

Answer 1

分析 （1）天平指针偏向分度盘的右侧，说明右盘砝码质量过大，应取出右盘质量最小的砝码，然后移动天平横梁标尺上的游码，使天平平衡；质量的读数应遵循先累加砝码，再加游码示数的规律；
（3）矿石体积的读数要注意烧杯、量筒中水量的替代关系，读数时分清量筒的分度值；密度的计算运用公式ρ=$\frac{m}{V}$来进行；影响测量结果的因素主要在体积的测量上，因此分析出体积有可能偏大还是偏小才是关键．

解答 解：（1）指针偏向分度盘的右侧，说明右侧质量大，应取出最小的砝码，然后向右移动游码，直至天平横梁平衡；图中所示，游码的分度值是0.2g，矿石的质量为100g+50g+20g+5g+0.6g=175.6g；
（3）矿石从烧杯中取出后，补充的水的体积就是矿石的体积，而补充的水的体积又是量筒中减少的水的体积，因此，矿石的体积为：200ml-130ml=70ml=70cm³；
矿石的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{175.6g}{70c{m}^{3}}$≈2.51g/cm³=2.51×10³kg/m³；
在测量矿石体积的过程中，矿石从烧杯中取出，必然出带出一定的水，从而使补充的水量增加，也就是测量的矿石体积会偏大．质量不变，体积偏大，最终的密度就会偏小．
故答案为：（1）取出最小砝码，然后向右移动游码，直至天平横梁平衡；175.6；（3）2.52×10³；偏小．

点评 用天平和量筒测固体的密度时，读取测量结果是必须要学会的，但学会分析测量过程中误差的产生原因，并能想办法减小，才是我们更需要加强的能力．