Question

7．小赵利用塑料瓶、定滑轮、量筒和水设计了测量黄蜡石密度的实验．如图甲所示，细线两端各系一个完全相同的空塑料瓶，线的右端再系上黄蜡石，向左瓶中逐渐加水至15毫升时装置恰好平衡；接着用排水法测黄蜡石的体积，量筒读数如图乙所示，细线右端系一个空塑料瓶的目的是避免细线左端塑料瓶对测定黄蜡石质量的影响，使实验更准确，黄蜡石的密度是3克/厘米³，（不考虑黄蜡石的吸水性和装置的摩擦）．小赵在测石块体积时，忘记了上下轻轻来回拉动石块，则可能导致所测密度值偏小（大/小）．

Answer 1

分析 （1）定滑轮的实质是一个等臂杠杆，不省力也不费力；利用定滑轮测出黄蜡石的重力，再根据G=mg，计算出黄蜡石的质量；
（2）利用排水法分别测出黄蜡石的体积，最后根据密度公式ρ=$\frac{m}{V}$计算出黄蜡石的密度；
（3）操作中由于用的绳子在水中会排开一定水的体积，使测量石块的体积变大，而使石块的密度偏小．

解答 解：（1）左瓶内水的质量：
由ρ=$\frac{m}{V}$得，m=ρV=1.0g/cm³×15cm³=15g；
定滑轮是一个等臂杠杆，细线两端各系一个完全相同的空塑料瓶，线的右端再系上黄蜡石，向左瓶中逐渐加水至15毫升时装置恰好平衡，G_左=G_右，
即G_瓶+G_水=G_瓶+G_石，G_水=G_石，所以细线右端系一个空塑料瓶的目的是避免细线左端塑料瓶对测定黄蜡石质量的影响，使实验更准确；
（2）因为G=mg，G_水=G_石，
所以m_石=m_水=15g；
黄蜡石的体积：V=25ml-20ml=5ml=5cm³，
黄蜡石的密度：ρ_石=$\frac{m}{V}$=$\frac{15g}{5c{m}^{3}}$=3g/cm³．
（3）上述实验操作过程中，由于绳子在水中会排开一定水的体积，使测量石块的体积变大，根据公式ρ=$\frac{m}{V}$可知，质量不变，体积变大时，石块的密度偏小．
故答案为：避免细线左端塑料瓶对测定黄蜡石质量的影响；3；小．

点评 本题属于创新性实验设计，充分利用了定滑轮是等臂杠杆的特点，思路新颖；创新性实验设计题是中考常见题型，要在理解常态实验的基础上加强训练．