Question

【題目】在測(cè)定金屬塊密度的實(shí)驗(yàn)中：

(1)將天平放在水平桌面上，移動(dòng)游碼至標(biāo)尺左端零刻線處，發(fā)現(xiàn)指針偏向分度標(biāo)尺中線的左側(cè)，此時(shí)應(yīng)將平衡螺母向_______端調(diào)節(jié)，直至天平平衡；

(2)用調(diào)好的天平測(cè)金屬塊的質(zhì)量，再次平衡時(shí)，右盤中所加砝碼和游碼位置如圖甲所示，金屬塊的質(zhì)量為_______g；用量筒測(cè)體積，該金屬塊放入量筒前、后的情況如圖乙所示，該金屬塊的圖密度為________kg/m3；

(3)若考慮捆綁金屬塊細(xì)線的影響，則測(cè)得的金屬塊密度與真實(shí)值相比偏______（選填“大”或“小”）；

(4)興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了另一種測(cè)量金屬塊密度的方法。實(shí)驗(yàn)器材有：待測(cè)金屬塊（用細(xì)線系好）、自制筒狀塑料杯（帶掛鉤、有刻度）、水槽和水，水的密度為ρ水。實(shí)驗(yàn)過程中，水均未溢出，塑料杯均漂浮。不計(jì)掛鉤、細(xì)線的影響。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①在水槽內(nèi)注入適量的水；于讓空塑料杯漂浮在水面上，測(cè)得杯底浸入水中的深度為h0（如圖甲）；再將金屬塊放入杯中，測(cè)得杯底浸入水中的深度為h1（如圖乙）；

②把金屬塊掛在杯底部放入水中，測(cè)得杯底浸入水中的深度為h2（如圖丙）；

③測(cè)得金屬塊的密度為ρ金=_______。（用題中所給的物理量符號(hào)表達(dá)）

Answer 1

【答案】右 27 2.7×103 小 ρ水

【解析】

(1)[1]調(diào)節(jié)天平橫梁平衡時(shí)，若發(fā)現(xiàn)指針偏向中央刻度的左側(cè)，說明左側(cè)質(zhì)量偏大，此時(shí)應(yīng)將平衡螺母向右端移動(dòng)。

(2)[2]由圖知，標(biāo)尺的分度值為0.2g，游碼對(duì)應(yīng)的示數(shù)為2g，故金屬塊的質(zhì)量

m=20g+5g+2g=27g

金屬塊的質(zhì)量為27g。

[3]由圖知金屬塊的體積

V=30ml20ml=10ml=10cm3

金屬塊的密度

ρ= ==2.7g/cm3=2.7×103 kg/m3

金屬塊的密度為2.7×103 kg/m3。

(3)[4]若考慮捆綁金屬塊細(xì)線的影響，則測(cè)得的體積偏大，而質(zhì)量測(cè)量是準(zhǔn)確的，由ρ=可知金屬塊密度與真實(shí)值相比偏小。

(4)[5]設(shè)塑料杯的底面積為S，金屬塊放入杯中共同漂浮時(shí)比只讓塑料杯漂浮時(shí)增大的浮力

F浮=ρ水gS(h1h0)

所以金屬塊的重力

G=F浮=ρ水gS(h1h0)

把金屬塊掛在杯底部放入水中共同漂浮時(shí)與金屬塊放入杯中共同漂浮時(shí)，浮力相等，V排相等，故

Sh1= Sh2+V金

則金屬塊的體積

V金= Sh1-Sh2

則金屬塊的密度

ρ金= ===ρ水