Question

【題目】如圖所示，小明在測量一塊不規則小礦石（質量分布均勻）密度的實驗中：

（1）將天平放置在水平臺上，將游碼移至左端零刻度后發現天平指針的左右偏移情況如圖1（甲）所示，此時他應將橫梁右邊的平衡螺母向_____調．

（2）用天平測小礦石的質量，當盤中所加砝碼及游碼位置如圖1（乙）所示時天平平衡，則此小礦石的質量為_____g．在量筒內裝有一定量的水，該小礦石放入前后情況如圖1（丙）所示，礦石的密度為_______g/cm3．

（3）小明受阿基米德鑒別皇冠真偽方法的啟發，又設計了一種測固體密度的方法：

①如圖2（甲）將兩個已調好零刻度的彈簧測力計懸掛在鐵架臺下，將一溢水杯和另一空杯用細線拴在測力計下，向溢水杯中加入一定量的水，使水滿過溢水口流入空杯中；②當水不再流出時，讀出彈簧測力計的讀數G1=0.94N和G2=0.40N；③如圖2（乙）將一小金屬塊用細線拴住并慢慢放入溢水杯中，此時溢出的水全部流入另一杯中，當水不再流出時，讀出彈簧測力計的讀數G3=1.1N和G4=0.5N；根據以上數據，取g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，可知小金屬塊的體積是_____cm3，小金屬塊的密度是_____kg/m3．

Answer 1

【答案】左 33.4 3.34 10

【解析】

（1）天平應放在水平臺上，先把游碼撥到標尺左端零刻度線處，然后調節橫梁右端的平衡螺母時，指針向右偏，則游碼向左調節；

（2）讀取天平的示數時，應將砝碼質量與游碼示數相加，向燒杯中所添加水的體積就是礦石的體積，所以，通過量筒兩次的示數之差即可求出；利用密度的公式計算出礦石的密度即可；

（3）小金屬塊排開水的重力等于右側小杯增加的重力，由阿基米德原理計算小金屬塊受到的浮力；根據小金屬塊排開水的重力，由G=mg計算排開水的質量，由計算排開水的體積，即為小金屬塊的體積；小金屬塊的重力等于現在溢水杯中水和小金屬塊的重加流入空杯的水重再減去原來溢水杯中的水重，知道小金屬塊的重力求出小金屬塊的質量，根據小金屬塊的質量和體積，最后由密度公式計算小金屬塊的密度。

（1）由圖1（甲）知道，將天平放在水平臺上，并將游碼撥到標尺左端零刻度線處時，指針向右偏，所以，此時應將平衡螺母應該向左調節；

（2）讀取天平的示數時，應將砝碼質量與游碼示數相加，所以圖1中礦石的質量是：m=20g+10g+3.4g=33.4g；

由圖1（丙）知道，礦石的體積是：V=40cm3 -30cm3 =10cm3 ；

由知道，礦石的密度是：

（3）根據題意知道，小金屬塊排開水的重力等于右側小杯增加的重力，即，

由阿基米德原理知道，小石塊受到的浮力是：

當小石塊完全浸沒時，由知道，小石塊的體積是：

又因為小石塊的重力等于現在溢水杯中水和小石塊的重加流入空杯的水重再減去原來溢水杯中的水重，所以，石塊的重力是：

由知道，石塊的質量是：

所以，石塊的密度是：