Question

4．小明用天平和量筒測量一顆荔枝的密度（g=10N/kg）．
（1）他將天平放在水平桌面上，調(diào)節(jié)游碼至0刻度線處．天平的指針如圖甲所示，他應(yīng)該向右旋動(dòng)平衡螺母，直到天平平衡．測荔枝質(zhì)量時(shí)，當(dāng)右盤中的砝碼和游碼在標(biāo)尺上的位置如圖乙所示，天平平衡，則荔枝的質(zhì)量為16.2g．
（2）測荔枝體積時(shí)，小明把自己喝剩的飲料倒入量筒中，讀出體積為30ml，將荔枝放入量筒內(nèi)的飲料中時(shí)，發(fā)現(xiàn)荔枝漂浮，此時(shí)量筒中液面所對的刻度為46ml，則荔枝所受浮力為0.162N．小明又用細(xì)鐵絲將荔枝壓入飲料中（如圖丙），此時(shí)液面所對刻度為48cm³，則所測荔枝的密度為0.9g/cm³．
（3）當(dāng)荔枝浸沒在飲料中時(shí)，發(fā)現(xiàn)荔枝上粘有氣泡，則測得荔枝的密度值偏小．（選填“偏小”、“偏大”或“不受影響”）．
（4）如果忽略數(shù)據(jù)的誤差，利用剛才測出的數(shù)據(jù)也能計(jì)算出飲料的密度，請你計(jì)算出飲料的密度為1.01g/cm³（結(jié)果保留兩位小數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）首先將天平放在水平桌面上，將游碼撥到標(biāo)尺左端的零刻度線處；
天平的調(diào)平：指針左偏右調(diào)、右偏左調(diào)；
讀出標(biāo)尺的分度值，物體的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加游碼在標(biāo)尺上所對的刻度值；
（2）根據(jù)漂浮時(shí)浮力與重力相等的特點(diǎn)得出荔枝所受的浮力；
根據(jù)荔枝完全浸沒后水面示數(shù)的變化得出荔枝的總體積，最后由密度公式得出荔枝的密度；
（3）根據(jù)質(zhì)量或體積的測量值偏差得出結(jié)論；
（4）根據(jù)阿基米德原理結(jié)合上面的浮力大小得出飲料的密度．

解答 解：（1）將天平放在水平桌面上，調(diào)節(jié)游碼至標(biāo)尺左端的零刻度線處；
由圖甲知，指針偏左，應(yīng)向右調(diào)節(jié)平螺母使橫梁平衡；
由圖乙知，標(biāo)尺的分度值為0.2g，荔枝的質(zhì)量m=10g+5g+1.2g=16.2g；
（2）由于荔枝漂浮，所以F_浮=G=mg=16.2×10^-3kg×10N/kg=0.162N；
由圖丙知，汽水和荔枝的總體積為48ml=48cm³；
荔枝的體積V=48cm³-30cm³=18cm³；
荔枝的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{16.2g}{18c{m}^{3}}$=0.9g/cm³；
（3）荔枝上沾有許多氣泡，則所測體積偏大，由ρ=$\frac{m}{V}$可知，所測密度偏��；
（4）由題意知，荔枝漂浮時(shí)，排開飲料的體積V_排=46cm³-30cm³=16cm³；
由F_浮=ρ_液gV_排可得，汽水的密度ρ_飲料=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{排}}$=$\frac{0.162N}{10N/kg×16×1{0}^{-6}{m}^{3}}$=1.01×10³kg/m³=1.01g/cm³．
故答案為：（1）0刻度線處；右；16.2；（2）0.162；48；0.9；（3）偏��；（4）1.01．

點(diǎn)評(píng) 本題是測量固體密度的實(shí)驗(yàn)，考查了天平的使用、密度的計(jì)算，同時(shí)涉及到了與浮力有關(guān)的知識(shí)，考查全面涉及面廣．