Question

16．小英和小紅在實驗室里測某種不規(guī)則礦石的密度，選用天平、量筒、小礦石、細線、燒杯和水，進行了如下的實驗操作：

（1）首先把天平放在水平的桌面上，然后將游碼移至稱量標尺左端的零刻度線，若發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)情況（如圖甲）所示，應將天平的平衡螺母向左調(diào)（選填“右”或“左”），直至指針對準分度標尺的中央刻度線．
（2）用已調(diào)節(jié)好的天平測量小礦石的質(zhì)量，當天平平衡時，右盤中砝碼的質(zhì)量和游碼的位置如上圖（乙）所示，小礦石的質(zhì)量m=62g；用量筒測量小礦石的體積如圖（丙）所示，則小礦石的密度ρ=3.1×10³kg/m³．
（3）實驗中，由于小英不小心把量筒打碎了，但實驗室里已沒有量筒了，小紅想再測另一塊小礦石的密度，于是向老師要了一個燒杯，請你為小紅設計實驗．
實驗方法：測出石塊的質(zhì)量m，在燒杯內(nèi)倒入適量的水，用天平測出其質(zhì)量為m₁，將礦石完全浸沒到水中，標記下水面到達的刻度，將石塊拿出，在燒杯內(nèi)倒入水，使水面到達標記處，測出水和燒杯的總質(zhì)量m₂；
小礦石的密度的表達式：ρ=$\frac{m}{{m}_{2}-{m}_{1}}$•ρ_水（請用你所設計的實驗測量值來表示）

Answer 1

分析 （1）天平在稱量過程中，如果發(fā)現(xiàn)指針偏向分度盤的右側(cè)，應減小砝碼，直到天平重新平衡；
（2）用天平測量物體的質(zhì)量時，物體放在左盤，砝碼放在右盤，左盤中物體的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加上游碼的示數(shù)；
使用排水法測量物體的體積時，先用量筒測出適量水的體積，然后測出水和物體的總體積，兩者之差就是物體的體積；
物體的密度可以用ρ=$\frac{m}{V}$求出；
（3）沒有量筒，若知道物體排開水的質(zhì)量，便可根據(jù)V=$\frac{m}{ρ}$計算出物體排開水的體積，可知物體的體積，從而能夠計算出物體的密度．

解答 解：（1）在使用調(diào)好的天平測質(zhì)量的過程中，如果添加最小的砝碼指針偏右，而取出最小的砝碼指針偏左，此時應采取移動游碼的辦法使天平恢復平衡．
（2）①由圖乙可知，礦石質(zhì)量m=50g+10g+2g=62g；
與圖丙可知，礦石的體積V=40ml-20ml=20ml=20cm³；
礦石的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{62g}{20c{m}^{3}}$=3.1×10³kg/m³．
（3）實驗方法如下圖：

首先測出石塊的質(zhì)量m；
先在燒杯內(nèi)倒入適量的水，用天平測出其質(zhì)量為m₁；
將礦石完全浸沒到水中，標記下水面到達的刻度；
將石塊拿出，在燒杯內(nèi)倒入水，使水面到達標記處，測出水和燒杯的總質(zhì)量m₂；
由上分析知，礦石的體積V=V_水=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$；
礦石的密度ρ_礦石=$\frac{m}{V}$=$\frac{m}{\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{m}{{m}_{2}-{m}_{1}}$•ρ_水．
故答案為：（1）左；（2）62；（3）3.1×10³kg/m³；（4）測出石塊的質(zhì)量m，在燒杯內(nèi)倒入適量的水，用天平測出其質(zhì)量為m₁，將礦石完全浸沒到水中，標記下水面到達的刻度，將石塊拿出，在燒杯內(nèi)倒入水，使水面到達標記處，測出水和燒杯的總質(zhì)量m₂；

點評 （1）本題考查了天平的調(diào)節(jié)、天平讀數(shù)、量筒讀數(shù)、求密度等問題，是實驗的�？紗栴}；
（2）①測量固體的密度只有天平，沒有量筒，需要間接測量固體的體積，采用等效替代的方法；
②初中測量固體密度的習題變化多樣，有天平和量筒是實驗是很基礎的，沒有天平或沒有量筒的實驗有一定的難度．