Question

設(shè)計(jì)與制作：
給你一只彈簧，兩個(gè)相同的平底試管，足量的水．請(qǐng)你將一架托盤天平改造成一個(gè)可以粗略測(cè)量小固體塊密度大小的裝置（ρ_固＞ρ_水）．
要求配圖說(shuō)明：（1）裝置；（2）刻度原理；（3）使用步驟．

Answer 1

分析：若將兩個(gè)試管分別放在托盤天平的托盤上，注入等量的水（水量要足夠沒過(guò)待測(cè)量的物體），此時(shí)天平應(yīng)該是平衡的，將固體放入左盤試管的水中，左盤液面上升的體積等于固體的體積V，在右盤的試管中加水，直到天平重新平衡，則加入水的質(zhì)量等于固體質(zhì)量m，利用ρ=

m

V

能求出固體的密度；
因?yàn)閺椈傻南噜張A環(huán)的間距是均勻的，設(shè)計(jì)用彈簧的圓環(huán)個(gè)數(shù)表示兩試管中水面上升的高度，從而制作出一個(gè)可以粗略測(cè)量小固體塊密度大小的裝置．

解答：解：根據(jù)分析答案為：
（1）裝置：如圖所示，調(diào)節(jié)天平平衡，兩試管中裝入相同質(zhì)量的水，放在天平的左右盤上，將彈簧標(biāo)注若干等份刻度，單位為g/cm³，并將其固定在天平中間，使其下端與試管中的水面相平．

（2）刻度原理：①將被測(cè)固體放入左盤試管，液面上升的高度為h_左；
②在右盤試管中加入適量的水，使天平重新平衡，液面上升的高度為h_右；
③天平兩端增加的質(zhì)量相等，
即m_固=m_水加，
∴ρ_固V_固=ρ_水V_水加，
ρ_固Sh_左=ρ_水Sh_右，
∴ρ_固=

h右

h左

ρ_水．
（3）使用步驟：①將被測(cè)固體放入左盤試管的水中；
②在右盤試管中加入適量的水，使天平重新平衡；
③將彈簧上端拉伸或壓縮，使彈簧上示數(shù)為“1”的位置與左盤試管液面相平；
④此時(shí)右盤試管中的液面對(duì)準(zhǔn)的彈簧示數(shù)就是被測(cè)固體的密度，如：對(duì)準(zhǔn)示數(shù)“3”，則ρ_固=3g/cm³．

點(diǎn)評(píng)：設(shè)計(jì)與制作題一般難度較大，先要根據(jù)給出的器材，進(jìn)行原理分析找到解決問(wèn)題的途徑，大膽設(shè)計(jì)并寫出實(shí)驗(yàn)步驟．