Question

【題目】小亮想測量一個小木塊（不吸水）的密度，他利用天平、圓柱形玻璃杯、適量的水、細針等器材，經過思考，想出了如下的實驗方法：

（1）圖甲是小亮在調節天平時的情景，小麗指出了他在操作上的錯誤，你認為錯誤之處是：_____；

（2）小亮糾正錯誤后調節好天平，按照以下步驟繼續實驗：

①將小木塊放在天平左盤，天平平衡時右盤中所加砝碼和游碼的位置如圖乙所示，則木塊質量為___g；

②將玻璃杯中裝滿水，用細針緩慢地將木塊壓入水中，使之完全浸沒．利用排水法，測出溢出水的質量為30 g，則小木塊的體積為________cm3。

③測出小木塊的密度是____________g/cm3。

（3）受小亮實驗的啟發，小麗在實驗時，又找了一把刻度尺，不用天平也測出了木塊的密度。請你將下列測量步驟補充完整：

①在玻璃杯中裝入適量的水，用刻度尺測出杯中水的深度為h0；

②_______________________________________________________；

③用細針緩慢地把木塊壓入水中，使之完全浸沒，用刻度尺測出杯中水的深度為 h2；

④小木塊密度的表達式：ρ木＝____________。（用測量的物理量和已知量的符號表示）

Answer 1

【答案】調節天平平衡前，未將游碼調到“0”刻度線處 18.6 30 0.62 將木塊放入玻璃杯中，待其漂浮時用該度尺測出水的深度為h1

【解析】

（1）調節平衡前，先將天平放在水平臺上，游碼置于標尺左端的零刻線處，然后調節平衡螺母；天平平衡時，物體的質量等于砝碼的質量加游碼在標尺上所對的刻度值；
（2）物體的質量等于砝碼的質量加游碼對應的刻度值；木塊浸沒時，排開水的體積和木塊的體積相等，根據密度公式的變形求出木塊的體積，再根據密度公式求出木塊的密度；
（3）設燒杯的底面積是S，燒杯中倒入水時，用刻度尺測出燒杯中水的深度h0，可以求出水的體積。把木塊漂浮水面上，測出此時水的深度h1，可以求出木塊排開水的重力，即木塊受到的浮力，木塊漂浮在水面上，木塊受到的浮力等于木塊的重力，求出木塊的質量。當木塊沉入放入燒杯，用刻度尺測出此時燒杯中水的深度h2，可以求出水和木塊的總體積。從而求出木塊的體積，根據密度的公式求出木塊的密度。

（1）在調節天平平衡時，應先將天平放在水平臺上，并將游碼撥到標尺左端的零刻線處，該同學未將游碼撥到標尺左端的“0”刻度線處；

（2）如圖乙所示，則小木塊的質量m=10g+5g+3.6g=18.6g；排開水的體積，木塊的密度 ；

（3）實驗步驟：

①將適量的水倒入燒杯中，測出燒杯中水的深度h0；

②將木塊輕放入玻璃杯中，待它漂浮時，用刻度尺測出杯中水的深度為h1；

③用細針緩慢地把木塊壓入水中，使之完全浸沒，用刻度尺測出杯中水的深度為h2；

因為木塊漂浮在水面上受到的浮力等于重力，所以G=F浮=ρ水gV排，

設燒杯的底面積為S，木塊排開水的體積為：V排=S（h1-h0），所以G=F浮=ρ水gS（h1-h0），

木塊的質量：，

當木塊壓入燒杯中，用刻度尺測出此時燒杯中水的深度h2，

小木塊的體積為：V=S（h2-h0）

小木塊的密度：。