Question

18．物理學(xué)習(xí)小組在“測(cè)量物質(zhì)的密度”的實(shí)驗(yàn)中，所用器材有：天平、小石塊、燒杯、水、細(xì)線(xiàn)等，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：

（1）調(diào)節(jié)天平平衡時(shí)，調(diào)節(jié)天平平衡時(shí)，應(yīng)將游碼移至零刻度線(xiàn)處，若發(fā)現(xiàn)天平的指針偏向分度盤(pán)的右側(cè)，應(yīng)將平衡螺母向左調(diào)（填“左”或“右”），直至天平平衡．
（2）用天平測(cè)出石塊的質(zhì)量m₁．
（3）如圖甲所示，將燒杯中裝入適量的水，置于天平上，平衡時(shí)的讀數(shù)為m₂．
（4）如圖乙所示，接著用細(xì)線(xiàn)將石塊拴住，使之完全浸沒(méi)在上述燒杯的水中，天平平衡時(shí)的讀數(shù)為m₃（此時(shí)手向上拉住細(xì)線(xiàn)另一端，石塊不觸杯壁和杯底，水不外溢）．
（5）若水的密度為ρ_水，石塊的密度表達(dá)式為ρ_石=$\frac{{m}_{1}}{{m}_{3}-{m}_{2}}{ρ}_{水}$．
（6）此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中若將（3）（4）順序?qū)�換，則所測(cè)密度的誤差是偏�。�

Answer 1

分析 （1）天平的使用過(guò)程是這樣的：將天平放在水平桌面上，先將游碼歸零，而后調(diào)節(jié)橫梁右端的平衡螺母使得天平平衡，將被測(cè)物體放進(jìn)左盤(pán)中，向右盤(pán)中加減砝碼，同時(shí)移動(dòng)游碼，使得天平再次平衡，將天平右盤(pán)中所有砝碼的質(zhì)量與游碼所對(duì)應(yīng)的示數(shù)相加即為待測(cè)物體的質(zhì)量；調(diào)節(jié)天平時(shí)，應(yīng)將平衡螺母向指針偏轉(zhuǎn)的對(duì)側(cè)移動(dòng)；
（5）用細(xì)線(xiàn)將石塊拴住，使之完全浸沒(méi)在上述燒杯的水中，天平平衡時(shí)的讀數(shù)為m₃（此時(shí)手向上拉住細(xì)線(xiàn)另一端，石塊不觸杯壁和杯底，水不外溢），排開(kāi)水的質(zhì)量為（3）、（4）質(zhì)量之差，利用排開(kāi)水的體積即為石塊的體積，結(jié)合密度公式求出體積；利用密度公式表達(dá)石塊的密度；
（6）若對(duì)換步驟順序，從排開(kāi)水的體積變化入手分析測(cè)量體積變化，分析密度變化．

解答 解：（1）把天平放在水平臺(tái)上，將游碼移至零刻度線(xiàn)處，然后調(diào)節(jié)平衡螺母，使天平橫梁平衡；若指針偏向右側(cè)，應(yīng)將平衡螺母向左移；
（5）用細(xì)線(xiàn)將石塊拴住，使之完全浸沒(méi)在上述燒杯的水中，天平平衡時(shí)的讀數(shù)為m₃（此時(shí)手向上拉住細(xì)線(xiàn)另一端，石塊不觸杯壁和杯底，水不外溢），排開(kāi)水的質(zhì)量為m_排=m₃-m₂；
若水的密度為ρ_水，石塊的體積：V_石=V_排=$\frac{{m}_{排}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{ρ}_{水}}$，
石塊的密度：ρ_石=$\frac{{m}_{石}}{{V}_{石}}$=$\frac{{m}_{1}}{\frac{{m}_{3}-{m}_{2}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{1}}{{m}_{3}-{m}_{2}}{ρ}_{水}$；
（6）此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中若將（3）（4）順序?qū)�換，因?yàn)樘岢鍪瘔K時(shí)會(huì)有水帶出，所以測(cè)得水與燒杯的總質(zhì)量m₂偏小，則所測(cè)排開(kāi)水的體積偏大，因此測(cè)得石塊的體積偏大，故測(cè)得石塊的密度偏�。�
故答案為：（1）零刻度線(xiàn)；左；（5）$\frac{{m}_{1}}{{m}_{3}-{m}_{2}}{ρ}_{水}$；（6）小．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查學(xué)生對(duì)于測(cè)量密度實(shí)驗(yàn)的理解和掌握，天平的調(diào)解、利用轉(zhuǎn)換思維求體積是重點(diǎn)與難點(diǎn)．