Question

18．同學(xué)們實(shí)驗(yàn)課上想要測(cè)量金屬塊的密度．
（1）小明在實(shí)驗(yàn)中用托盤天平測(cè)量金屬塊質(zhì)量時(shí)，操作情況如圖甲，請(qǐng)指出其中的錯(cuò)誤：
①用手拿砝碼；
②被測(cè)物體放在右盤，砝碼放在左盤；
③測(cè)量前，游碼沒有歸零．

（2）在正確的操作過程中，若在調(diào)節(jié)天平橫梁平衡時(shí)，指針出現(xiàn)圖乙所示情況，他應(yīng)該的操作是向左移動(dòng)平衡螺母使橫梁平衡；如果在稱量過程中指針又出現(xiàn)如圖乙所示情況時(shí)，他接 下來的操作是減砝碼或向左移游碼．
（3）小紅在測(cè)量時(shí)遇到特殊情況，實(shí)驗(yàn)用的天平無砝碼，其他可利用的器材有：兩只完全相同的燒杯、一只量筒、水、滴管．她設(shè)計(jì)了測(cè)定合金塊密度的下列操作方案：
①把天平放在水平臺(tái)上，正確調(diào)節(jié)使天平平衡．
②將兩只空燒杯分別放在天平的左右盤內(nèi)，把合金塊放入左盤燒杯中；
③向右盤燒杯中緩緩倒水，使天平恢復(fù)平衡；
④將燒杯內(nèi)的水倒入空量筒中，測(cè)出水的體積（如丙 圖a所示）；
⑤用細(xì)線拴好合金塊，將其放入圖 a 的量筒內(nèi)，測(cè)出水和合金塊的總體積（如丙圖b所示）
A．在上述第③的橫線上，缺失的步驟是用滴管調(diào)節(jié)． 
B．合金塊的質(zhì)量=60g；合金的密度3×10³kg/m³．
C．在讀數(shù)無誤的情況下，小明測(cè)出的合金塊密度值與真實(shí)值相比偏�。ㄌ睢捌�大”或“偏小”），產(chǎn)生這一誤差的主要原因是燒杯中的水不能全部倒入量筒，致使測(cè)量的水總體積偏小．

Answer 1

分析 （1）①天平的正確使用：
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天平使用的注意事項(xiàng)：
不要超過天平的測(cè)量范圍；
不要把化學(xué)藥品和潮濕的物體直接放在天平盤上；
要用鑷子夾取砝碼，不能用手拿砝碼；
砝碼要及時(shí)放回砝碼盒，要輕拿輕放；
（2）通過觀察指針指在分度盤上的位置來判斷天平是否平衡，如果是調(diào)節(jié)時(shí)不平衡，應(yīng)調(diào)節(jié)平衡螺母，如果是稱量時(shí)不平衡，則應(yīng)減砝碼或移動(dòng)游碼；
（3）測(cè)固體密度的原理是ρ=$\frac{m}{V}$，由于無砝碼，在右盤中加水使其平衡，則水的質(zhì)量等于合金塊質(zhì)量，體積用常規(guī)方法測(cè)出；但注意此試驗(yàn)中在將燒杯中的水倒入量筒中時(shí)，因燒杯壁粘液體而不能全部倒入，還是考查玻璃容器粘液體的問題．

解答 解：（1）經(jīng)分析圖中錯(cuò)誤之處：①用手拿砝碼，手上的汗?jié)n會(huì)腐蝕砝碼，影響測(cè)量結(jié)果；
②物體在天平的右盤，砝碼放在天平的左盤，物體和砝碼的位置放顛倒了；
③測(cè)量前，游碼沒有在零刻度線處；
（2）調(diào)節(jié)時(shí)，指針指向分度盤的右側(cè)，說明右側(cè)質(zhì)量偏大，應(yīng)向左移動(dòng)平衡螺母；
稱量過程中，指針指向分度盤的右側(cè)，同樣說明右側(cè)質(zhì)量偏大，但此時(shí)不能移動(dòng)平衡螺母，而應(yīng)減砝碼或向左移游碼；
（3）A：向右盤燒杯中緩緩倒水，不一定能使天平橫梁平衡，應(yīng)再用滴管調(diào)節(jié)，直至天平恢復(fù)平衡；
B：天平平衡時(shí)水的體積V_水=60cm³，合金塊的質(zhì)量m=m_水=ρ_水V_水=1.0g/cm³×60cm³=60g；
合金塊體積V=80cm³-60cm³=20cm³；
合金塊的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{60g}{20c{m}^{3}}$=3g/cm³=3×10³kg/m³；
C：此實(shí)驗(yàn)中，再將燒杯中的水倒入量筒中時(shí)，因燒杯壁粘水而是燒杯中的水不能全部倒入量筒，致使測(cè)量的水總體積偏小，水的總質(zhì)量偏小，合金塊質(zhì)量偏小，算出的密度偏�。�
故答案為：（1）①用手拿砝碼；②被測(cè)物體放在右盤，砝碼放在左盤；③測(cè)量前，游碼沒有歸零；
（2）向左移動(dòng)平衡螺母；減砝碼或向左移游碼；
（3）③天平恢復(fù)平衡；A：用滴管調(diào)節(jié)；B：60；3×10³；C：偏�。粺�杯中的水不能全部倒入量筒，致使測(cè)量的水總體積偏�。�

點(diǎn)評(píng) 測(cè)固體的密度在初中物理中要求較高，除掌握基本方法外，水是解決問題的媒介，比如排開水的體積等于固體體積；在天平上平衡時(shí)水的質(zhì)量等于物體質(zhì)量等，永遠(yuǎn)記住水的密度1.0 g/cm³．