Question

17．小明是一名天文爱好者，他淘到一小块“陨石”，但它的真实性难以确认．小明对这块“陨石”的密度进行了测量：
1．他把天平放在水平桌面上，调节使天平平衡，然后将“陨石”放在左盘中，在右盘中增减砝码，当加入最小砝码时，发现指针指在盘中央刻度线如图所示，他接下来的操作是取下最小砝码，移动游码直到横梁平衡．
2．小明查阅资料发现“陨石”有吸水性，为了测定其体积，进行了下列操作：
（1）用调好的天平测出陨石的质量m₁
（2）将适量的水倒入量筒中，读出水面对应的示数 V₁；
（3）将陨石浸没在装有水的量筒中，过段时间后，读出水面对应的示数V₂；
（4）将陨石从量筒中取出，直接用调好的天平测出其质量m₂
下表示小明没有填写完整的数据记录表，请根据下图的读书将表格中的数据填写完整．

物理量	m1/g	V1/cm3	V2/cm3	m2/g	陨石密度ρ/g•cm-3
测量值	62	40		72

3指出小明操作中的不规范之处：“陨石”直接放入水中，由于“陨石”吸水导致水和陨石的总体积变小．

Answer 1

分析 （1）天平的使用过程是这样的：将天平放在水平桌面上，先将游码归零，而后调节横梁右端的平衡螺母使得天平平衡，将被测物体放进左盘中，向右盘中加减砝码，同时移动游码，使得天平再次平衡，将天平右盘中所有砝码的质量与游码所对应的示数相加即为待测物体的质量；
（2）看清标尺的分度值，物体的质量等于砝码的质量+游码的示数；
（3）根据密度公式ρ=$\frac{m}{V}$分析小明操作中的不规范之处．

解答 解：1、把天平放在水平桌面上，调节使天平平衡，然后将“陨石”放在左盘中，在右盘中增减砝码，当加入最小砝码时，发现指针指在盘中央刻度线如图所示，他接下来的操作是取下最小砝码，移动游码直到横梁平衡；
2、（1）天平平衡后，砝码质量和游码对应刻度如图乙所示，则“陨石”的质量为50g+10g+2g=62g；
（2）（3）小明查阅资料发现“陨石”有吸水性，经思考后，他先将“陨石”放入盛水的烧杯中足够长时间，再取出来擦干表面的水，放入盛有40ml水的量筒中，
陨石从量筒中取出吸收水的体积，由ρ=$\frac{m}{V}$可得，V吸水=$\frac{{m}_{吸水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{72g-62g}{1g/c{m}^{3}}$=10cm³；
水面升高至如图丙所示60ml，陨石的体积为：60ml+10ml-40ml=30ml=30cm³，
（4）密度为ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{62g}{30c{m}^{3}}$=2.06g/cm³；
（5）“陨石”直接放入水中，由于“陨石”吸水导致水和陨石的总体积变小；所以会使陨石的体积偏小，根据ρ=$\frac{m}{V}$可知他这样做的目的可以避免因“陨石”吸水而使其密度测量值偏大．
故答案为：
1、取下最小砝码，移动游码，使横梁平衡；
2、60；2.06；
“陨石”直接放入水中，由于“陨石”吸水导致水和陨石的总体积变小．

点评 此题考查学生对于密度测量实验的理解和掌握，实验中注意天平的调节和读数，以及实验误差的分析．