Question

【題目】在學(xué)完密度知識后，小強(qiáng)想利用天平和量筒測量粉筆的密度。

（1）小強(qiáng)將天平放在_______桌面上，把游碼移至稱量標(biāo)尺左端零刻度線處，發(fā)現(xiàn)指針在分度盤中線的左側(cè)，他應(yīng)將平衡螺母向_______（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，直至天平橫梁平衡。

（2）他找來兩根粉筆，用天平測量它們的質(zhì)量，天平平衡時盤中的砝碼和游碼對應(yīng)的位置如圖甲所示，這兩根粉筆的質(zhì)量是_________g。

（3）他將適量水倒入量筒中，讀出水的體積。將這兩根粉筆放入量筒中，發(fā)現(xiàn)它們先是漂浮并冒出氣泡，然后慢慢正常繼續(xù)冒出氣泡，小強(qiáng)然后讀出水和粉筆的總體積。如果用這種方法測量粉筆的體積，會導(dǎo)致密度的測量結(jié)果_______（選填“偏大”或“偏小”）。

（4）為了更加準(zhǔn)確的測出兩個粉筆的體積，他把吸飽水的粉筆取出，放入裝有34mL水的量筒中，液面對應(yīng)的示數(shù)如圖乙所示，粉筆的總體積是_____cm3，粉筆的密度為ρ粉筆=_______g/cm3。

（5）小強(qiáng)又利用已知密度的粉筆和小圓柱形容器測出了鹽水的密度，請你根據(jù)他的實(shí)驗(yàn)步驟寫出鹽水的密度表達(dá)式。

①在小圓柱形容器中倒入適量鹽水，用刻度尺量出鹽水的深度h1（如圖丙所示）；

②將一根干燥的粉筆用保鮮膜包好密封，放入容器中，粉筆漂浮（如圖丁所示），用刻度尺量出此時鹽水的深度h2；

③利用細(xì)長針將粉筆完全壓入鹽水中（如圖戊所示），用刻度尺量出此時鹽水的深度h3；

④鹽水密度的表達(dá)式為ρ鹽水=_______（用字母表示，粉筆密度用“ρ粉筆”表示）。

Answer 1

【答案】零刻度線 右 8.4 偏大 12 0.7 ρ粉筆

【解析】

（1）使用天平時，應(yīng)放在水平桌面上，游碼歸零，并調(diào)節(jié)平衡螺母使橫梁平衡；

（2）物體質(zhì)量等于砝碼總質(zhì)量加上游碼所對的刻度值；

（3）因粉筆吸水會導(dǎo)致測出的粉筆體積偏小，根據(jù)ρ=可知測得的密度偏大還是偏小；

（4）根據(jù)量筒的刻度值，能求出粉筆的體積，再依據(jù)ρ=可求出粉筆密度；

（5）設(shè)燒杯的底面積是S，燒杯中倒入鹽水時，用刻度尺測出燒杯中鹽水的深度h1，可以求出水的體積．

把粉筆漂浮水面上，測出此時鹽水的深度h2，可以求出粉筆排開水的重力，即粉筆受到的浮力，粉筆漂浮在水面上，粉筆受到的浮力等于粉筆的重力，求出粉筆的質(zhì)量．

當(dāng)粉筆沉入燒杯，用刻度尺測出此時燒杯中鹽水的深度h3，可以求出鹽水和粉筆的總體積．從而求出粉筆的體積．再根據(jù)ρ=求出粉筆的質(zhì)量．二者聯(lián)立求出鹽水密度的表達(dá)式。

（1）將天平放在水平桌面上，把游碼移至標(biāo)尺左端零刻度線處，發(fā)現(xiàn)指針指在分度盤中線的左側(cè)，他將平衡螺母向右調(diào)節(jié)，直至天平橫梁平衡；

（2）游碼所對的刻度值為3.4g，這些粉筆頭的質(zhì)量是5g+3.4g=8.4g；

（3）由于粉筆疏松多孔并具有吸水性，如果用這種方法測量粉筆頭體積會偏小，會導(dǎo)致密度的測量結(jié)果偏大；

（4）圖乙中量筒的讀數(shù)為46mL，粉筆頭的體積是46mL-34mL=12mL=12cm3；

粉筆的密度為ρ粉筆===0.7g/cm3；

(5) 因?yàn)榉酃P漂浮在水面上受到的浮力等于重力,所以G=F浮=ρ鹽水gV排，

設(shè)燒杯的底面積為S, 粉筆排開水的體積為：V排=S(h2h1)，

所以G=F浮=ρ鹽水gS(h2h1)，

粉筆的質(zhì)量：m==ρ鹽水S(h2h1)----------------------①，

當(dāng)粉筆壓入燒杯中,用刻度尺測出此時燒杯中鹽水的深度h3.

粉筆的體積為：V=S(h3h1)

粉筆的質(zhì)量：m=粉筆Vg=粉筆S(h3h1)-----------------------②，

由①②得：

ρ鹽水=ρ粉筆