Question

小宏在一次郊游中拾到了一块颜色特别的石块，她想通过实验探究，测出这个石块的密度．她做了下列实验：
（1）把天平放在水平桌面上，在调节天平横梁平衡时发现指针静止在分度盘上的位置如图甲所示，此时应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）移动．
（2）用调节好的天平测石块的质量，所用砝码数和游码的位置如图乙所示，则石块的质量是______g，再用量筒测出石块的体积如图丙所示，则石块的密度是______kg/m³．
（3）分析上述实验过程，发现会导致测量的密度值偏小，原因是______．

（4）小宏一天的体能消耗很大，回到家里喝了一袋牛奶，她还想知道牛奶的密度，于是她又进行了如下的操作：
①把天平放在水平桌面上，调节了平衡螺母，使指针指在了分度盘的中线处．
②把空杯子放在了天平的左盘上，在右盘中放入10g砝码后，再用镊子向右盘夹取砝码，发现放上了最小的砝码时，指针向右偏，取下砝码指针向左偏，则她下一步的操作是______，当横梁再次平衡后，如图所示，杯子的质量是m₀=______．
③她利用现有的器材和足够多的水，完成了以后的实验操作，请你写出实验步骤和所测物理量的符号：
第一步：______．
第二步：______．
④牛奶密度的表达式：p_牛奶=______．

Answer 1

解：（1）图甲中天平的指针左偏，应将平衡螺母向右调节；
故答案为：右．
（2）图乙中石块质量m=20g+4g=24g；石块的体积V=60ml-50ml=10ml=10cm³，石块的密度ρ==2.4g/cm³=2.4×10³kg/m³；
故答案为：24；2.4×10³
（3）由于实验中用的是塑料绳，绳子较粗，使测出的石块体积偏大，算出的密度偏小．
故答案为：绳子较粗，使测量体积偏大．
（4）②最小的砝码取下后，要拨动游码直到横梁平衡；
空杯子的质量m₀=10g+4g=14g；
故答案为：拨动游码；14g
③实验步骤为：
第一步：在杯子中装满水，用天平测出杯子与水的总质量m₁．
第二步：将水倒掉并擦干杯子，再向杯中装满牛奶，用天平测出杯子与牛奶的总质量m₂．
④因为水和牛奶的体积相等，所以，故牛奶密度的表达式为：
ρ_牛奶=ρ_水
故答案为：ρ_水
分析：（1）天平调节平衡的原则是：左偏右调，右偏左调，先快后慢；
（2）天平的分度值为0.2g，石块质量等于砝码质量加游码对应的刻度值；石块的体积等于量筒中液面的两次读数之差；用公式ρ=算出石块的密度．
（3）要分析出测量的密度值的误差，必须考虑到绳子在测石块体积时产生的影响，分析出对石块密度的影响．
（4）①当加上最小的砝码后，指针仍然向右偏，应该取下砝码，拨动游码直到横梁平衡；
②在杯子中装入相同体积的水和牛奶，分别测出它们的总质量分别记为m₁和m₂，然后分别求出水和牛奶的质量分别为：m₁-m₀和m₂-m₀．
③因为水和牛奶的体积相等，所以，根据式子求出牛奶密度的表达式．
点评：本题最主要的问题是记住测固体密度的基本方法：用天平测出固体的质量m，根据排水法测出固体的体积V，用公式ρ=算出固体的密度；在分析实验误差时，先分析在操作中对固体体积和质量的影响，从而分析出对固体密度的影响．在测量液体的密度时，因为没有量筒，所以要利用水和牛奶的体积相等来测量牛奶的密度．