Question

小明在用天平和量筒测量小石块密度的实验中：
（1）将托盘天平放到水平台上，把______，再调节横梁右端的平衡螺母，如在调节过程中发现指针指在分度盘中线的右侧，他应将平衡螺母向______（填“左”或“右”）旋动；
（2）用天平测出小石块的质量．在测量过程中，当他将最小的砝码放进右盘后，指针再次偏向分度盘中线的右侧，他应______．天平平衡后，右盘中所放砝码及游码在标尺上的位置如图所示，则小石块的质量为______；
（3）用量筒测出小石块的体积为20cm³，计算出小石块的密度为______．
（4）测出小石块的密度后，爱动脑的小明想出了一个不用量筒也能测出小石块体积的方法，具体操作如下：
①在烧杯中注入适量的水，用天平称出烧杯和水的总质量m₁；
②用细线把小石块栓好，使其浸没在天平左盘上的烧杯内的水中，小石块不接触烧杯，在天平右盘添加适量的砝码，移动游码，天平平衡后，砝码与游码的总示数为m₂；
③已知水的密度为ρ_水，则小石块的体积为______．在计算小石块的体积时用到了一对______（填“平衡”或“相互作用”）力的物理知识．

Answer 1

解：（1）将托盘天平放到水平台上，把游码移到标尺左端的零刻度处，再调节横梁右端的平衡螺母，如在调节过程中发现指针指在分度盘中线的右侧，说明天平的左端上翘，他应将平衡螺母向上翘的左端移动．
（2）用天平测出小石块的质量．在测量过程中，当他将最小的砝码放进右盘后，指针再次偏向分度盘中线的右侧，他应取下最小砝码，向右移动游码．
小石块的质量：m=50g+2.4g=52.4g．
（3）小石块的密度：ρ===2.62g/cm³．
（4）①在烧杯中注入适量的水，用天平称出烧杯和水的总质量m₁；
②用细线把小石块栓好，使其浸没在天平左盘上的烧杯内的水中，小石块不接触烧杯，此时称得质量是m₂；
③根据物体间力的作用是相互的，小石块受到的浮力：F_浮=（m₂-m₁）g，
根据阿基米德原理得，F_浮=ρ_水gV，
∴ρ_水gV=（m₂-m₁）g，
∴V=．
故答案为：（1）游码移到标尺左端零刻度处；左 （2）取下最小砝码，将游码向右调；52.4g （3）2.62g/cm³；（4）；相互作用．
分析：（1）根据天平的正确使用进行判断：
把天平放在水平台上，游码移到标尺左端的零刻度；
调节天平的平衡螺母使天平的横梁平衡，平衡螺母向上翘的一端移动；
物体放在天平的左盘，砝码放在天平的右盘，使天平的横梁重新平衡；
物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值．
（2）①在称量物体质量时，物体放在天平左盘，砝码放在天平的右盘，当天平右盘中放最小砝码，天平的右盘下沉，取走最小砝码，天平左盘下沉，这时取走最小砝码，向右移动游码使天平的横梁重新平衡．
②物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值．
（3）知道物体的质量和体积，根据密度公式求出物体的密度．
（4）小石块浸没在水中，小石块受到水的浮力作用，根据物体间力的作用是相互的，小石块给水一个竖直向下的压力作用，作用在天平的左盘上，天平左盘内增加的质量等于小石块排开水的质量，又知道水的密度，可以求出小石块的体积．
点评：小石块浸没在水中，水对小石块有一个竖直向上是浮力，物体间力作用是相互的，所以小石块给水一个竖直向下的压力作用在容器底部，作用的天平的左盘，两者相等，是解决本题的关键．