Question

6．小軍和小娟利用天平、水和燒杯來測量一不規(guī)則小石塊的密度，將他的實驗步驟補充完整．

（1）把托盤天平放在水平臺面上，調(diào)節(jié)天平的平衡螺母，使天平平衡，小娟看到后指出其操作存在問題，此操作中存在的問題是調(diào)節(jié)橫梁平衡時沒先將游碼移到標(biāo)尺的零刻度處，
（2）小軍改正錯誤后，用天平測量小石塊的質(zhì)量，右盤中的砝碼和標(biāo)尺上的游碼如圖甲，則小石塊的質(zhì)量為62g．
（3）如圖乙：
a．往燒杯中加入適量的水，把小石塊浸沒，在水面到達的位置上作標(biāo)記；
b．取出小石塊，測得燒杯和水的總質(zhì)量為153g；
c．往燒杯中加水，直到標(biāo)記處，再測出此時燒杯和水的總質(zhì)量為183g；
d．計算出小石塊的體積為30cm³．
（4）利用密度計算公式算出小石塊的密度為2.07g/cm³
（5）以上方法測得的密度比石頭的真實密度偏小（選填“偏大”或“偏小”）
（6）接下來，小軍和小娟利用天平、量筒和水（ρ_水=1.0g/cm³）等器材測干燥軟木塞（具有吸水性）的密度時，進行了下列操作：①用調(diào)好的天平測出軟木塞的質(zhì)量m₁；②將適量的水倒入量筒中，讀出水面對應(yīng)的示數(shù)V₁；③用細(xì)鐵絲將軟木塞浸沒在裝有水的量筒中，過段時間后，讀出水面對應(yīng)的示數(shù)V₂；④將軟木塞從量筒中取出，直接用調(diào)好的天平測出其質(zhì)量m₂．

物理量	m1/g	V1/cm3	V2/cm3	m2/g	干燥軟木塞的密度ρ木/g•cm-3
測量值	6	370

如表是小麗在實驗中沒有填寫完整的數(shù)據(jù)記錄表格．請根據(jù)圖丙中天平和量筒的讀數(shù)將表格中的數(shù)據(jù)填寫完整．

Answer 1

分析 （1）正確使用托盤天平的方法：把托盤天平放在水平桌面上．游碼回零：把游碼放在標(biāo)尺左端的“0”刻度線上，再調(diào)橫梁平衡；
（2）物體的質(zhì)量等于左盤中物體的質(zhì)量加上游碼的示數(shù)；
（3）根據(jù)密度的變形公式和等效替代法求出石塊的體積；
（4）根據(jù)密度的計算公式ρ=$\frac{m}{V}$求出石塊的密度；
（5）在把石塊從水中取出時，石塊上有附著的水，由此分析解答；
（6）先讀出軟木塞從量筒中取出，用天平測出其質(zhì)量m₂；
軟木塞的體積等于浸水的軟木塞排開水的體積和軟木塞中浸入水的體積之和，由此計算其體積，根據(jù)密度公式求出軟木塞的密度．

解答 解：
（1）把天平放在水平桌面上，游碼回零后，再調(diào)節(jié)橫梁上的平衡螺母使天平平衡，故此操作中存在的問題是沒有先將游碼移到標(biāo)尺的零刻度處；
（2）由圖甲知，小石塊的質(zhì)量為：50g+10g+2g=62g；
（3）取出石塊后往燒杯中加入水的質(zhì)量為：m_水=183g-153g=30g，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，石塊的體積：V=V_水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{30g}{1g/c{m}^{3}}$=30cm³；
（4）由密度公式可得石塊的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{62g}{30c{m}^{3}}$≈2.07g/cm³；
（5）由于將小石塊從水中拿出時，上面沾有水，所以再次將水加至標(biāo)記處時所加入水多一些，造成所測石塊的體積偏大，根據(jù)密度公式ρ=$\frac{m}{V}$知，所測密度會偏��；
（6）由圖丙知，軟木塞的質(zhì)量：m₁=6g，
軟木塞從水中取出后的質(zhì)量：m₂=10g+5g+1g=16g，
軟木塞吸入水的質(zhì)量：m_吸=16g-6g=10g，
由ρ=$\frac{m}{V}$知軟木塞吸走水的體積：V_吸=$\frac{{m}_{吸}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{10g}{1g/c{m}^{3}}$=10cm³，
由丙圖知，量筒中排開水的體積：V_排=400cm³-370cm³=30cm³，
所以軟木塞的體積：V_木=30cm³+10cm³=40cm³，
干燥軟木塞的密度：ρ=$\frac{m}{{V}_{木}}$=$\frac{6g}{40c{m}^{3}}$=0.15g/cm³．
如下表：

物理量	m1/g	V1/cm3	V2/cm3	m2/g	干燥軟木塞的密度ρ木/g•cm-3
測量值	6	370	400	16	0.15

故答案為：（1）調(diào)節(jié)橫梁平衡時沒先將游碼移到標(biāo)尺的零刻度處；（2）62；（3）30；（4）2.07；（5）偏小；（6）見上表．

點評 此題是測量固體物質(zhì)密度的測量，考查了天平和量程的使用、密度的計算、誤差分析等．軟木塞密度的測量是一個比較復(fù)雜的固體密度測量，關(guān)鍵在于測量軟木塞的體積，軟木塞的體積等于浸水的軟木塞排開水的體積和軟木塞中水的體積之和．