Question

（2011?鞍山一模）小明在用天平和量筒測量小石塊密度的實驗中：
（1）將托盤天平放到水平臺上，把

游碼移到標尺左端零刻度處

，再調節橫梁右端的平衡螺母，如在調節過程中發現指針指在分度盤中線的右側，他應將平衡螺母向

左

（填“左”或“右”）旋動；
（2）用天平測出小石塊的質量．在測量過程中，當他將最小的砝碼放進右盤后，指針再次偏向分度盤中線的右側，他應

取下最小砝碼，將游碼向右調

．天平平衡后，右盤中所放砝碼及游碼在標尺上的位置如圖所示，則小石塊的質量為

52.4g

；
（3）用量筒測出小石塊的體積為20cm³，計算出小石塊的密度為

2.62g/cm³

．
（4）測出小石塊的密度后，愛動腦的小明想出了一個不用量筒也能測出小石塊體積的方法，具體操作如下：
①在燒杯中注入適量的水，用天平稱出燒杯和水的總質量m₁；
②用細線把小石塊栓好，使其浸沒在天平左盤上的燒杯內的水中，小石塊不接觸燒杯，在天平右盤添加適量的砝碼，移動游碼，天平平衡后，砝碼與游碼的總示數為m₂；
③已知水的密度為ρ_水，則小石塊的體積為

m2-m1

ρ水

．在計算小石塊的體積時用到了一對

相互作用

（填“平衡”或“相互作用”）力的物理知識．

Answer 1

分析：（1）根據天平的正確使用進行判斷：
把天平放在水平臺上，游碼移到標尺左端的零刻度；
調節天平的平衡螺母使天平的橫梁平衡，平衡螺母向上翹的一端移動；
物體放在天平的左盤，砝碼放在天平的右盤，使天平的橫梁重新平衡；
物體的質量等于砝碼的質量加游碼對應的刻度值．
（2）①在稱量物體質量時，物體放在天平左盤，砝碼放在天平的右盤，當天平右盤中放最小砝碼，天平的右盤下沉，取走最小砝碼，天平左盤下沉，這時取走最小砝碼，向右移動游碼使天平的橫梁重新平衡．
②物體的質量等于砝碼的質量加游碼對應的刻度值．
（3）知道物體的質量和體積，根據密度公式求出物體的密度．
（4）小石塊浸沒在水中，小石塊受到水的浮力作用，根據物體間力的作用是相互的，小石塊給水一個豎直向下的壓力作用，作用在天平的左盤上，天平左盤內增加的質量等于小石塊排開水的質量，又知道水的密度，可以求出小石塊的體積．

解答：解：（1）將托盤天平放到水平臺上，把游碼移到標尺左端的零刻度處，再調節橫梁右端的平衡螺母，如在調節過程中發現指針指在分度盤中線的右側，說明天平的左端上翹，他應將平衡螺母向上翹的左端移動．
（2）用天平測出小石塊的質量．在測量過程中，當他將最小的砝碼放進右盤后，指針再次偏向分度盤中線的右側，他應取下最小砝碼，向右移動游碼．
小石塊的質量：m=50g+2.4g=52.4g．
（3）小石塊的密度：ρ=

m

V

=

52.4g

20cm3

=2.62g/cm³．
（4）①在燒杯中注入適量的水，用天平稱出燒杯和水的總質量m₁；
②用細線把小石塊栓好，使其浸沒在天平左盤上的燒杯內的水中，小石塊不接觸燒杯，此時稱得質量是m₂；
③根據物體間力的作用是相互的，小石塊受到的浮力：F_浮=（m₂-m₁）g，
根據阿基米德原理得，F_浮=ρ_水gV，
∴ρ_水gV=（m₂-m₁）g，
∴V=

m2-m1

ρ水

．
故答案為：（1）游碼移到標尺左端零刻度處；左 （2）取下最小砝碼，將游碼向右調；52.4g （3）2.62g/cm³；（4）

m2-m1

ρ水

；相互作用．

點評：小石塊浸沒在水中，水對小石塊有一個豎直向上是浮力，物體間力作用是相互的，所以小石塊給水一個豎直向下的壓力作用在容器底部，作用的天平的左盤，兩者相等，是解決本題的關鍵．