Question

小明利用一個燒杯、天平、水，測出了一小塊不規則小石塊的密度．請將他的步驟補充完整．
（1）把托盤天平放在水平臺上，將標尺上的游碼移到

 

處，調節天平右端的平衡螺母，使天平平衡．
（2）用天平測量小石塊的質量，天平平衡時，右盤中的砝碼和標尺上的游碼如圖所示，則小石塊的質量為

 

g．

（3）如圖所示，A、往燒杯中加入適量的水，把小石塊浸沒，在水面到達的位置做上標記；B、取出小石塊，測得燒杯和水的總質量為122g；C、往燒杯中加水，直到

 

，再測出此時燒杯和水的總質量為142g．
（4）計算出小石塊的體積為

 

cm³．
（5）用密度公式計算出小石塊的密度為

 

kg/m³．
（6）你認為上述操作會對測量結果的準確性帶來什么影響？（至少寫出一條）

Answer 1

分析：（1）對天平的調節和使用的方法為“水平放置游碼零，指針居中橫梁平（衡）；左物右碼輕放置，質量等于砝（碼）游（碼）和”．即天平測量物體質量前要調節橫梁平衡，先將游碼移至零刻度線；
（2）根據天平的讀數方法，物體的質量等于砝碼的質量加上游碼所對刻度，而要準確讀出游碼所對刻度，必須明確標尺的分度值及以游碼左端所對刻度為準．
（3）石塊的體積等于燒杯中加倒水入的體積．
（4）石塊的體積與倒入水的體積相同，我們可以根據燒杯中倒水前后的質量，根據密度公式，求出倒入水的體積；
（5）根據密度公式，已知石塊的質量，體積，求出石塊的密度．
（6）從實驗操作的環節中可以看出，取出石塊時，石塊上會帶有水，這會影響體積的測量結果．

解答：解：（1）根據天平的調節和使用方法，天平測量物體質量前要調節橫梁平衡，先將游碼移至零刻度線；
故答案為：左端零刻度線；
（2）根據天平的讀數方法，如圖所示，本游碼標尺的分度值是0.2g，則m_石=游碼質量+游碼對應刻度值=50g+2g=52g；
故答案為：52；
（3）根據圖示，我們可以發現，石塊的體積就是要加入水的體積，也就是要使取出石塊燒杯中水的水面與石塊在燒杯中水的標記相平，
故答案為：水面與標記相平
（4）已知燒杯和水質量m₁=122g，加入水與標記相平時，燒杯和水的質量m₂=142g，
∴加入水的質量m_加=m₂-m₁=142g-122g=20g；
∵根據密度公式ρ=

m

V

，已知水的密度是常量，即1.0g∕cm³，
∴V_加=

m加

ρ水

=

20g

1.0g∕cm3

=20cm³
又∵V_石=V_加
∴V_石=20cm³
故答案為：20；
（5）根據密度公式ρ=

m

V

，已知石塊質量m_石=52g，石塊體積V_石=20cm³
∴ρ_石=

m石

V石

=

52g

20cm3

=2.6g∕cm³=2.6×10³kg∕m³
故答案為：2.6×10³．
（6）測出的密度比實際值偏小，因為從燒杯中取出石塊時，帶走了一部分水．使得石塊的體積最終的測量值偏大．

點評：本題中天平使用、固體密度的測量屬基礎問題，因初中物理對固體密度的測量要求較高，體積用到補充水的方法，給本題帶來了一定難度．