Question

9．云飞同学参加物理兴趣小组后，他想利用所学的密度知识测量路边捡到的小石块的密度．他在实验室里找到了所需的实验器材，但是发现石块无法放入量筒中，聪明的云飞想到了一个变通的方法．

（1）把天平放在水平桌面上，然后将游码移到称量标尺的“零”刻度线位置上，发现指针如图1所示，此时应将平衡螺母向右调（选填“左”或“右”）．
（2）将小石块放在天平左端，向右盘中添加砝码，当加上最小砝码后，发现指针静止时指在分度盘右侧的位置，则接下去的操作应该是取出最小的砝码，然后向右移动游码，直至天平横梁平衡．天平平衡时，右盘里砝码的质量、游码在标尺上的位置如图2所示，则小石块的质量为32g．
（3）由于小石块无法放入量筒中，为了测量小石块的体积，云飞做了如图3的实验：
a．往烧杯中加入适量的水，把小石块浸没，在水面达到额位置上作标记．
b．取出小石块，测得烧杯和水的总质量为153g．
c．往烧杯中加水，直到标记处，再测出此时烧杯和水的总质量为178g．
则石块的体积为25cm³；
（4）云飞用这种方法测出的小石块密度比它的实际密度偏小（选填“大”或“小”）．

Answer 1

分析 （1）天平的正确使用：①放：把天平放到水平桌面上；②移；把游码移到标尺左端零刻线处；③调：调节平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处．
（2）天平指针偏向分度盘的右侧，说明右盘砝码质量过大，应取出右盘质量最小的砝码，然后移动天平横梁标尺上的游码，使天平平衡；先确定横梁标尺的最小分度值，小矿石的质量等于砝码质量与游码所对应的横梁标尺刻度线示数之和；
（3）根据等效替代法，石块的体积等于添入水的体积，求出添入水的质量，根据V=$\frac{m}{ρ}$计算出添入水的体积；
（4）分析测量过程中所测质量、体积的误差，根据公式得出结论．

解答 解：（1）用托盘天平测量物体质量时，把天平放置在水平桌面上易于操作的地方；游码移到标尺左端的零刻度处，然后调节平衡螺母，平衡螺母向上翘的一端移动，即若发现指针静止时指在分度盘中央刻度线的左侧，要使横梁平衡，应将平衡螺母向右调节；
（2）在测量过程中，指针偏向分度盘的右侧，说明右侧质量大，应取出最小的砝码，然后向右移动游码，直至天平横梁平衡；
由图知，天平横梁标尺的最小分度值是0.2g，小石块的质量=砝码的质量+游码的示数=20g+10g+2g=32g；
（3）根据步骤bc可知，加入水的质量为m=178g-153g=25g，
根据ρ=$\frac{m}{V}$可得，石块的体积：V_石块=V_水=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{25g}{1g/c{m}^{3}}$=25cm³；
（4）把石块从水中取出时，由于石块上沾有部分水，导致加入水的体积偏大，即测得石块的体积偏大，在质量准确的情况下，根据ρ=$\frac{m}{V}$可知，测得的石块密度偏小．
故答案为：（1）水平；右；
（2）取出最小的砝码，然后向右移动游码，直至天平横梁平衡；32；
（3）25；
（4）小．

点评 本题考查了求石块密度实验，要掌握天平的调节方法、天平的读数方法、掌握密度公式，本题难度不大，是一道常见题目．