Question

【題目】小亮想測量一個小木塊（不吸水）的密度，他利用天平、圓柱形玻璃杯、適量的水、細針等器材，經過思考，設計了如下的實驗方案．
（1）圖甲是小亮在調節天平時的情景，小麗指出了他在操作上的錯誤，你認為錯誤之處是： ．
（2）小亮糾正錯誤后調節好天平，按照以下步驟繼續實驗：
①將小木塊放在天平左盤，天平平衡時右盤中所加砝碼和游碼的位置如圖乙所示，則小木塊的質量是g．
②將玻璃杯中裝滿水，用細針緩慢地將木塊壓入水中，使之完全浸沒．利用排水法，測出溢出水的質量為30g，則小木塊的體積為cm3 ． （已知ρ水=1.0×l03kg/m3）
③測出小木塊的密度是g/cm3 ．
（3）受小亮實驗的啟發，小麗在實驗時除了利用原有的圓柱形玻璃杯、適量的水和細針外，又找了一把刻度尺，不用天平也測出了木塊的密度．請你將下列測量步驟補充完整： ①在玻璃杯中裝入適量的水，用刻度尺測出杯中水的深度為h0；
②；
③用細針緩慢地把木塊壓入水中，使之完全浸沒，用刻度尺測出杯中水的深度為hm；
④小木塊密度的表達式：ρ木= ． （用測量的物理量和已知量的符號表示）

Answer 1

【答案】
（1）游碼未移到標尺的零刻度線處
（2）18.6；30；0.62
（3）將木塊輕放入玻璃杯中，待它漂浮時，用刻度尺測出杯中水的深度為h； ρ水
【解析】解：（1）在調節天平平衡時，應先將天平放在水平臺上，并將游碼撥到標尺左端的零刻線處，該同學未將游碼撥到標尺左端的“0”刻度線處；（2）如圖乙所示，則小木塊的質量m=10g+5g+3.6g=18.6g；根據公式ρ= 得，排開水的體積V水=V木= = =30cm3 ， 所以木塊的密度ρ木= = =0.62g/cm3；（3）實驗步驟：①將適量的水倒入燒杯中，測出燒杯中水的深度h0 ． ②將木塊輕放入玻璃杯中，待它漂浮時，用刻度尺測出杯中水的深度為h； ③用細針緩慢地把木塊壓入水中，使之完全浸沒，用刻度尺測出杯中水的深度為hm；
因為木塊漂浮在水面上受到的浮力等于重力，所以G=F浮=ρ水gV排 ，
設燒杯的底面積為S，木塊排開水的體積為：V排=S（h﹣h0），
所以G=F浮=ρ水gS（h﹣h0），
木塊的質量：m= =ρ水S（h﹣h0），
當木塊壓入燒杯中，用刻度尺測出此時燒杯中水的深度hm ．
小木塊的體積為：V=S（hm﹣h0）
小木塊的密度：ρ= = ρ水 ．
故答案為：（1）游碼未移到標尺的零刻度線處；（2）①18.6 ②30 ③0.62；（3）②將木塊輕放入玻璃杯中，待它漂浮時，用刻度尺測出杯中水的深度為h；
④ ．
（1）調節平衡前，先將天平放在水平臺上，游碼置于標尺左端的零刻線處，然后調節平衡螺母；天平平衡時，物體的質量等于砝碼的質量加游碼在標尺上所對的刻度值；（2）物體的質量等于砝碼的質量加游碼對應的刻度值；木塊浸沒時，排開水的體積和木塊的體積相等，根據密度公式的變形求出木塊的體積，再根據密度公式求出木塊的密度；（3）設燒杯的底面積是S，燒杯中倒入水時，用刻度尺測出燒杯中水的深度h0 ， 可以求出水的體積．
把木塊漂浮水面上，測出此時水的深度h，可以求出木塊排開水的重力，即木塊受到的浮力，木塊漂浮在水面上，木塊受到的浮力等于木塊的重力，求出木塊的質量．
當木塊沉入放入燒杯，用刻度尺測出此時燒杯中水的深度hm ， 可以求出水和木塊的總體積．從而求出木塊的體積．再根據ρ= 求出木塊的密度．