Question

小明在測(cè)量小石塊密度時(shí)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟：
①把天平放在水平工作臺(tái)上； ②將游碼移至標(biāo)尺左端的零刻度線處；
③把待測(cè)石塊放在左盤中，在右盤中增減砝碼并移動(dòng)游碼直至天平橫梁平衡，記下石塊的質(zhì)量m；
④將石塊用細(xì)線拴住后，慢慢浸沒到量筒里的水中，記下水面對(duì)應(yīng)的刻度值V；
⑤根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算出金屬塊的密度ρ．
（1）請(qǐng)指出以上設(shè)計(jì)中缺少的兩個(gè)重要步驟和某個(gè)需要測(cè)量的物理量，要求詳細(xì)敘述操作過程并將需要測(cè)量的物理量加注字母．
（2）用測(cè)得的物理量字母表示該金屬塊的密度ρ=

m

V-V0

．
（3）如果石塊具有吸水性，則按小明的方法測(cè)出的石塊密度將

偏大

（填“偏大”、“偏小”、“不變”）．
（4）要減小由于石塊的吸水性引起的偏差，怎么辦？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種方法．

Answer 1

分析：（1）①根據(jù)天平的正確使用進(jìn)行判斷：
把天平放在水平臺(tái)上，游碼移到標(biāo)尺左端的零刻度；
調(diào)節(jié)天平的平衡螺母使天平的橫梁平衡；
物體放在天平的左盤，砝碼放在天平的右盤，使天平的橫梁重新平衡；
物體的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加游碼對(duì)應(yīng)的刻度值．
②測(cè)量石塊的密度時(shí)，首先用天平測(cè)量石塊的質(zhì)量，然后量筒中倒入適量的水測(cè)量水的體積，再把石塊浸沒在水中，測(cè)量水和石塊的總體積，求出石塊的體積．最后根據(jù)密度公式求出石塊的密度．
（2）知道石塊的質(zhì)量和體積，根據(jù)密度公式求出石塊密度．
（3）如果石塊吸水會(huì)導(dǎo)致水和石塊的總體積變小，石塊的質(zhì)量不變，導(dǎo)致石塊的密度變大．
（4）由于石塊的吸水性導(dǎo)致石塊體積測(cè)量不準(zhǔn)確，可以采用測(cè)量石塊體積前首先將石塊吸足水，或采用沙子測(cè)量石塊的體積．

解答：解：（1）①把天平放在水平臺(tái)上，沒有調(diào)節(jié)天平的橫梁平衡，所以在步驟②、③之間應(yīng)加入以下步驟：調(diào)節(jié)天平橫梁上的平衡螺母，使天平的橫梁平衡．
②測(cè)量石塊的密度時(shí)，要測(cè)量石塊的質(zhì)量和體積，實(shí)驗(yàn)步驟中，只測(cè)量了水和石塊的總體積，還要測(cè)量石塊浸沒水之前的體積，所以步驟③、④之間應(yīng)加入以下步驟：在量筒里倒入適量的水，記下水面對(duì)應(yīng)的刻度值V₀．
（2）石塊的質(zhì)量是m，石塊的體積是；V_石=V-V₀，
所以石塊的密度：ρ=

m

V石

=

m

V-V0

．
（3）如果石塊具有吸水性，會(huì)導(dǎo)致水和石塊的總體積變小，石塊的質(zhì)量不變，導(dǎo)致石塊的密度變大．
（4）要減小由于石塊的吸水性引起的偏差，可以采用測(cè)量石塊體積前首先將石塊吸足水，或采用沙子測(cè)量石塊的體積．
故答案為：（1）在步驟②、③之間應(yīng)加入以下步驟：調(diào)節(jié)天平橫梁上的平衡螺母，使天平的橫梁平衡；在步驟③、④之間應(yīng)加入以下步驟：在量筒里倒入適量的水，記下水面對(duì)應(yīng)的刻度值V₀；（2）

m

V-V0

；（3）偏大；（4）在測(cè)量石塊的體積前，可以讓石塊先吸足水，再放入量筒中測(cè)量體積或用沙子來測(cè)體積．

點(diǎn)評(píng)：實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)造成一些誤差，對(duì)于測(cè)量密度出現(xiàn)的誤差，可以采用分析質(zhì)量的測(cè)量和體積的測(cè)量，一般情況下是一者不變，分析另一者的變化，根據(jù)密度公式來判斷密度的變化．