Question

4．小明设计了如下实验，测量一块鹅卵石的密度．
（1）先用调节好的天平测出鹅卵石的质量为 m．测量过程中天平指针来回摆动，摆动的幅度如图（1），接下来小明的操作是向右移动游码直至天平平衡．
（2）天平平衡后，右盘中所放砝码及游码在标尺上的位置如图（2）所示，则鹅卵石质量为38.4g．
（3）小明按照图（3）的方法先用量筒测出鹅卵石与水的总体积 V₁，接着把鹅卵石从水中取出，此时量筒中水的体积为 V₂，则鹅卵石的密度ρ=$\frac{m}{{V}_{1}-{V}_{2}}$．（用字母表示）
（4）小明测得鹅卵石的密度比真实值小（选填“大”或“小”）．

Answer 1

分析 （1）用天平称量物质前要通过调节横梁两端的螺母使横梁平衡，左偏右调，右偏左调，先快后慢；在测量过程中根据指针偏转情况，需要增减砝码或移动游码；
（2）左盘物体的质量等于右盘砝码的质量和游码质量的和；
（3）根据图示求出鹅卵石的体积，然后用密度公式写出其密度表达式；
（4）在本实验从水中捞矿鹅卵石时，鹅卵石会沾水，导致测得的鹅卵石体积偏大，密度偏小．

解答 解：
（1）在测量质量过程中，出现图所示情况，指针略向左偏，说明右侧的砝码质量小一些，所以应该增加右盘中砝码的质量，由于质量差别很小，故应向右移动游码直至天平平衡；
（2）天平称量物体质量时，物体放在天平左盘，天平右盘放砝码，天平平衡时，左盘物体的质量等于右盘砝码的质量和游码质量的和，即m=20g+10g+5g+3.4g=38.4g．
（3）由图可知，鹅卵石的体积为V₁-V₂，则鹅卵石的密度为ρ=$\frac{m}{{V}_{1}-{V}_{2}}$．
（4）由于先测鹅卵石与水的总体积，当从烧杯中取出鹅卵石时，鹅卵石会沾水，使测得的鹅卵石体积偏大，而质量是准确的，所以，根据ρ=$\frac{m}{V}$可知，密度偏小．
故答案为：
（1）向右移动游码直至天平平衡；
（2）38.4；
（3）$\frac{m}{{V}_{1}-{V}_{2}}$；
（4）小．

点评 对于密度测量值和真实值之间的关系，要明确质量和体积，哪个量的测量是准确的，哪个量的测量值偏大或偏小，根据密度公式进行判断．