Question

小明用天平、大杯、小杯和密度為ρ的水測一石塊密度．

（1）調節天平平衡時，應把天平放在

水平工作臺上

，將游碼撥到

標尺的零刻線處

，調節天平平衡時，發現指針在分度盤上的位置如圖一所示，此時應將平衡螺母向

左

（選填“左”或“右”） 調節．
（2）在測物體質量的過程中，小明出現了如圖二所示的操作，請指出小明操作的錯誤之處

測量物體質量的過程中又重新調節平衡螺母

，錯誤糾正后，天平平衡時如圖三所示，石塊的質量m=

67g

．
（3）小明測量石塊體積的操作步驟如下：
a．測出空小杯的質量m₁；
b．把裝了水的大杯和空的小杯如圖四放置；
c．把石塊緩緩放入大杯中，大杯中部分水溢進小杯；
d．測出承接了溢出水的小杯總質量m₂．
請你指出操作步驟中的不當之處：

大杯中的水未到溢水口

，若這樣操作，會使測量結果

偏大

（選填“偏大”、“不變”或“偏小”）．
（4）用本題中出現過的物理量符號表示石塊體積為

V=

m2-m1

ρ水

；石塊密度為

ρ=

m

m2-m1

ρ_水

（設操作步驟中的不當之處已改正）．
（5）如圖五所示，是部分同學實驗結束離開實驗室后留下的實驗桌上的情景，你認為這部分同學實驗操作的不規范之處是

離開實驗室前沒有把實驗器材整理好

．

Answer 1

分析：（1）根據天平的正確使用進行分析．把天平放在水平臺上，游碼移到標尺左端的零刻度；
調節天平的平衡螺母使天平的橫梁平衡；調節天平的橫梁平衡時，平衡螺母向上翹的一端移動．
（2）加取砝碼時要用鑷子，要輕拿輕放．物體放在天平的左盤，砝碼放在天平的右盤，使天平的橫梁重新平衡；
物體的質量等于砝碼的質量加游碼對應的刻度值．
（3）用溢水杯時，要把溢水杯裝滿水．
（4）石塊的體積等于石塊排開水的體積，求出石塊排開水的質量，求出排開水的體積，即石塊的體積，根據密度公式求出石塊的密度．
所有測密度的實驗，所依據的原理都是ρ=

m

V

，差別只在于怎么測出質量和體積．本題中測石塊質量是直接使用天平測，所以石塊的質量就等于砝碼的質量加上游碼的示數．而測石塊的體積是通過溢水杯來測的，因為溢水杯（大杯）中的水原來是滿的，所以石塊一放入，水就溢出，石塊的體積多大，溢出的水體積也是多大，只要求出溢出水的體積，就知道了石塊的體積．
（5）實驗結束后應整理實驗器材．

解答：解：（1）使用天平時，應將天平放在水平臺上，把游碼移到標尺的零刻度線處．
指針偏向分度盤中線的右側，說明天平的左端上翹，所以無論是左端還是右端的平衡螺母都向上翹的左端移動．
（2）用手直接拿砝碼，會腐蝕砝碼，影響砝碼的準確度．
石塊的質量：m=50g+10g+5g+2g=67g．
（3）用溢水杯測石塊體積的關鍵就在于，要讓溢出水的體積等于石塊的體積，而圖中明顯大杯中的水是沒滿的，這樣石塊剛剛浸入時水就不會馬上溢出來，最終溢出水的體積就會小于石塊的體積，所以錯誤之處就在于大杯中沒有裝滿水，這樣測量排開水的質量偏小，導致測量結果偏大．
（4）測出空小杯的質量m₁，把石塊緩緩放入大杯中，測出了盛接了溢出水的小杯總質量m₂，石塊排開水的質量為：m_水=m₂-m₁，
石塊的體積：V=V_水

m水

ρ水

=

m2-m1

ρ水

，
石塊的密度：ρ=

m

V

=

m

m2-m1 ρ水

=

m

m2-m1

ρ_水．
（5）實驗結束后應用鑷子將砝碼放回砝碼盒里．
故答案為：（1）水平工作臺上；標尺的零刻線處；左；
（2）測量物體質量的過程中又重新調節平衡螺母；67g；
（3）大杯中的水沒有裝滿；偏大；
（4）V=

m2-m1

ρ水

；ρ=

m

m2-m1

ρ_水；
（5）離開實驗室前沒有把實驗器材整理好．

點評：本題為比較常見的測固體密度的實驗題--質量由天平直接測出，體積由溢水杯測出．這種方法測密度，一是要會看天平的讀數，讀數的問題一直是考試的重點，天平的讀數主要是游碼的示數不要看成右側所對的示數；二是溢水杯測石塊的體積，關鍵在于使溢出的水體積等于石塊的體積．最終求出石塊的密度，這中間公式的代入變化要熟練掌握．