Question

13．小聪同学和爸爸一起到南京的雨花台游玩，买了一块漂亮的雨花石如图甲所示，他想测量雨花石的密度，于是进行了如下的测量：

（1）调节天平平衡：他将天平放在水平桌面上，并将游码移至称量标尺左端的“0”刻度线上后，发现天平指针在分度标尺中央刻度线两侧左右摆动，摆动幅度如图乙所示，则他下一步应该进行的操作是向右调节平衡螺母，使指针对准分度标尺的中央刻度线．
（2）调节天平平衡后，他依次将砝码放在天平的右盘，当他在右盘内加入最小的砝码（5g）时，发现天平的指针静止在乙图中的B位置，则他接下来应该进行的操作是取下5g的砝码，再移动游码，直到天平平衡．
（3）当他完成最终的测量时，天平和量筒的读数分别如图丙、丁所示，则他测量的雨花石的密度为2.59×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）将天平放在水平桌面上，指针指在分度盘的中央或指针左右偏转的格数相同，说明天平的横梁平衡．当指针偏向分度盘的一侧或左右偏转的格数不同，天平的横梁不平衡，指针偏向的一侧或偏转的格数多的一侧下沉．调节天平横梁平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动；
（2）物体放在天平的左盘，游码放在天平的右盘，通过加减砝码和调节游码在标尺上的位置使天平平衡（指针偏左说明物体重，可以通过加砝码或向右移动游码使天平平衡；若指针偏右说明砝码重，需要减砝码）；
（3）物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值；明确量筒的分度值，读出量筒的示数，计算出雨花石的体积，根据密度公式ρ=$\frac{m}{V}$计算出雨花石的密度．

解答 解：
（1）将天平放在水平桌面上，如图所示，指针摆动时，向左摆动4格，向右摆动2格，说明天平的右端上翘，平衡螺母向上翘的右端移动，使指针对准分度标尺的中央刻度线．
（2）将石块放在左盘，砝码放在右盘，当他在右盘内加入最小的砝码（5g）时，发现天平的指针静止在乙图中的B位置，指针偏右说明右边的砝码偏重，应取下5g的砝码，再移动游码，直到天平平衡．
（3）由图可知，雨花石的质量m=50g+1.8g=51.8g．
雨花石的体积等于排开水的体积：V=80cm³-60cm³=20cm³，
雨花石的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{51.8g}{20c{m}^{3}}$=2.59g/cm³=2.59×10³kg/m³．
故答案为：（1）向右调节平衡螺母，使指针对准分度标尺的中央刻度线；
（2）取下5g的砝码，再移动游码，直到天平平衡；
（3）2.59×10³．

点评 托盘天平的使用中，主要是两次调节横梁平衡：第一次是调节平衡螺母使横梁平衡；第二次是通过加减砝码移动游码使横梁恢复平衡．
关于物体质量的数值，读数时要注意游码所对的刻度值要以其左边对应的为准，不要读其右边对应的数值．