Question

九年级寒假时，小王同学从西岭雪山带回了一块坚硬的矿石。他利用家庭实验室的器材测出了这块矿石的密度，测量过程中，他取g=10N/kg。他可用的器材有：太平（最大称量为200g）、量筒、烧杯、杠杆、弹簧测力计（量程为5N）、细线、水。

（1）小王同学首先进行估测，他感觉矿石比一瓶500ml的矿泉水重些，于是他没有直接用太平（附砝码）来测矿石的质量。你认为他的理由是                          。

（2）小王同学用图所示的装置进行测量，图中杠杆水平。细线竖直。他正确操作后，读出弹簧测力计的示数为2.4N，则该矿石的质量为m=      kg。

（3）接着他用如图所示的方法测出了矿石的体积。他的做法是：

A．将矿石放入烧杯，往烧杯中加入适量的水，让矿石浸没，在水面到达的位置做上标记；

B．取出矿石；

C．用量筒往烧杯中加水，直到                              。

（4）在用量筒往烧杯中加水时，他先加了100ml水，接着又取了50ml水，继续往烧杯中加，到达要求后，量筒中剩余的水如图所示。则矿石的密度ρ=        kg/m³。

 

Answer 1

【答案】

（1）矿石的质量大于500g，超出了太平的最大称量

（2）0.72  （3）水面与标记相平   （4）6.3×10³

【解析】（1）他没有直接用太平（附砝码）来测矿石的质量，是由于矿石的质量大于500g，超出了太平的最大称量。

（2）由示意图知，测量矿石的密度利用的是杠杆的平衡，

设矿石的重力为F₂，测力计的示数为F₁，由实验过程知

F₁L₁=F₂L₂

2.4N×6格=F₂×2格

解得F₂=7.2N

即矿石的重力G=F₂=7.2N，

矿石质量

（3）这是用排水法测体积，用量筒往烧杯中加水，直到水面与标记相平。

（4）在用量筒往烧杯中加水时，他先加了100ml水，接着又取了50ml水，继续往烧杯中加，到达要求后，量筒中剩余的水如图33所示为36ml。则矿石体积为V=100ml+（50ml-36ml）=124ml=124×10^-6m³，则矿石的密度ρ=m/V=0.72kg/124×10^-6m³=6.3×10³kg/m³

试题分析：（1）使用天平不能超过它的量程。

（2）杠杆的平衡条件是F₁L₁=F₂L₂；

（3）利用杠杆的平衡条件和矿石体积等于排开水的体积确定等量关系，解出石块的密度．