Question

小明用天平、大杯、小杯和密度為ρ的水測(cè)一石塊密度．

（1）調(diào)節(jié)天平平衡時(shí)，應(yīng)把天平放在

水平工作臺(tái)上

，將游碼撥到

標(biāo)尺的零刻線處

，調(diào)節(jié)天平平衡時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針在分度盤上的位置如圖一所示，此時(shí)應(yīng)將平衡螺母向

左

（選填“左”或“右”） 調(diào)節(jié)．
（2）在測(cè)物體質(zhì)量的過(guò)程中，小明出現(xiàn)了如圖二所示的操作，請(qǐng)指出小明操作的錯(cuò)誤之處

測(cè)量物體質(zhì)量的過(guò)程中又重新調(diào)節(jié)平衡螺母

，錯(cuò)誤糾正后，天平平衡時(shí)如圖三所示，石塊的質(zhì)量m=

67g

．
（3）小明測(cè)量石塊體積的操作步驟如下：
a．測(cè)出空小杯的質(zhì)量m₁；
b．把裝了水的大杯和空的小杯如圖四放置；
c．把石塊緩緩放入大杯中，大杯中部分水溢進(jìn)小杯；
d．測(cè)出承接了溢出水的小杯總質(zhì)量m₂．
請(qǐng)你指出操作步驟中的不當(dāng)之處：

大杯中的水未到溢水口

，若這樣操作，會(huì)使測(cè)量結(jié)果

偏大

（選填“偏大”、“不變”或“偏小”）．
（4）用本題中出現(xiàn)過(guò)的物理量符號(hào)表示石塊體積為

V=

m2-m1

ρ水

；石塊密度為

ρ=

m

m2-m1

ρ_水

（設(shè)操作步驟中的不當(dāng)之處已改正）．
（5）如圖五所示，是部分同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)束離開實(shí)驗(yàn)室后留下的實(shí)驗(yàn)桌上的情景，你認(rèn)為這部分同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的不規(guī)范之處是

離開實(shí)驗(yàn)室前沒有把實(shí)驗(yàn)器材整理好

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)天平的正確使用進(jìn)行分析．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；調(diào)節(jié)天平的橫梁平衡時(shí)，平衡螺母向上翹的一端移動(dòng)．
（2）加取砝碼時(shí)要用鑷子，要輕拿輕放．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．
（3）用溢水杯時(shí)，要把溢水杯裝滿水．
（4）石塊的體積等于石塊排開水的體積，求出石塊排開水的質(zhì)量，求出排開水的體積，即石塊的體積，根據(jù)密度公式求出石塊的密度．
所有測(cè)密度的實(shí)驗(yàn)，所依據(jù)的原理都是ρ=

m

V

，差別只在于怎么測(cè)出質(zhì)量和體積．本題中測(cè)石塊質(zhì)量是直接使用天平測(cè)，所以石塊的質(zhì)量就等于砝碼的質(zhì)量加上游碼的示數(shù)．而測(cè)石塊的體積是通過(guò)溢水杯來(lái)測(cè)的，因?yàn)橐缢�杯（大杯）中的水原�?lái)是滿的，所以石塊一放入，水就溢出，石塊的體積多大，溢出的水體積也是多大，只要求出溢出水的體積，就知道了石塊的體積．
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)整理實(shí)驗(yàn)器材．

解答：解：（1）使用天平時(shí)，應(yīng)將天平放在水平臺(tái)上，把游碼移到標(biāo)尺的零刻度線處．
指針偏向分度盤中線的右側(cè)，說(shuō)明天平的左端上翹，所以無(wú)論是左端還是右端的平衡螺母都向上翹的左端移動(dòng)．
（2）用手直接拿砝碼，會(huì)腐蝕砝碼，影響砝碼的準(zhǔn)確度．
石塊的質(zhì)量：m=50g+10g+5g+2g=67g．
（3）用溢水杯測(cè)石塊體積的關(guān)鍵就在于，要讓溢出水的體積等于石塊的體積，而圖中明顯大杯中的水是沒滿的，這樣石塊剛剛浸入時(shí)水就不會(huì)馬上溢出來(lái)，最終溢出水的體積就會(huì)小于石塊的體積，所以錯(cuò)誤之處就在于大杯中沒有裝滿水，這樣測(cè)量排開水的質(zhì)量偏小，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏大．
（4）測(cè)出空小杯的質(zhì)量m₁，把石塊緩緩放入大杯中，測(cè)出了盛接了溢出水的小杯總質(zhì)量m₂，石塊排開水的質(zhì)量為：m_水=m₂-m₁，
石塊的體積：V=V_水

m水

ρ水

=

m2-m1

ρ水

，
石塊的密度：ρ=

m

V

=

m

m2-m1 ρ水

=

m

m2-m1

ρ_水．
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)用鑷子將砝碼放回砝碼盒里．
故答案為：（1）水平工作臺(tái)上；標(biāo)尺的零刻線處；左；
（2）測(cè)量物體質(zhì)量的過(guò)程中又重新調(diào)節(jié)平衡螺母；67g；
（3）大杯中的水沒有裝滿；偏大；
（4）V=

m2-m1

ρ水

；ρ=

m

m2-m1

ρ_水；
（5）離開實(shí)驗(yàn)室前沒有把實(shí)驗(yàn)器材整理好．

點(diǎn)評(píng)：本題為比較常見的測(cè)固體密度的實(shí)驗(yàn)題--質(zhì)量由天平直接測(cè)出，體積由溢水杯測(cè)出．這種方法測(cè)密度，一是要會(huì)看天平的讀數(shù)，讀數(shù)的問(wèn)題一直是考試的重點(diǎn)，天平的讀數(shù)主要是游碼的示數(shù)不要看成右側(cè)所對(duì)的示數(shù)；二是溢水杯測(cè)石塊的體積，關(guān)鍵在于使溢出的水體積等于石塊的體積．最終求出石塊的密度，這中間公式的代入變化要熟練掌握．