Question

【題目】小明要測量石塊的密度，選擇的器材：礦泉水瓶、塑料袋（質量忽略）、木筷、水等器材。實驗操作步驟如下：

a、如圖甲所示，用細線將木筷懸掛，調節至筷子靜止在水平位置，懸掛點記為O；

b、將礦泉水瓶剪成燒杯形狀，傾斜放置，如圖乙所示。在瓶中裝水至溢水口處，用細線系緊石塊緩慢漫入水中，溢出的水全部裝入塑料袋中；

c、取出石塊并擦干水分。將裝水的塑料袋和石塊分別掛于筷子上的O點兩側，適當移動塑料袋和石塊的懸掛位置，使筷子仍靜止在水平位置。用刻度尺分別測出O點到兩懸掛點的距離和，如圖丙所示。

問題：

(1)在實驗操作步驟a中，小明調節至筷子靜止在水平位置的目的是_____；

(2)根據公式推導出石塊的密度_____（用字母和所測得的物理量表示）；

(3)實驗中選擇的筷子粗細不均勻對測量結果有影響嗎？_____

(4)如圖乙所示，若瓶中的水面沒有到溢水口，測出的石塊密度_____石塊的真實密度（選填“大于”、“等于”或“小于”）。

Answer 1

【答案】消除筷子自重對實驗影響 無影響 大于

【解析】

(1)[1]在實驗操作步驟a中，小明調節至筷子靜止在水平位置的目的是消除筷子自重對實驗影響。

(2)[2]由杠桿平衡條件知

則

因石塊浸沒水中，即

故，石塊的密度為

(3)[3]由于實驗調節懸掛位置，直至筷子水平平衡，此時重力的作用線通過支點，支點到重力作用線的距離為0，則消除了筷子自身重力對杠桿的影響，所以筷子的粗細不均勻對實驗結果無影響。

(4)[4]若瓶中的水未裝至溢水口，則溢出的水的體積小球實際排開的水的體積，則溢出的水的重力小球排開的水的重力，當在圖丙之實驗時，變大，根據可知，偏大，故測出的石塊密度大于石塊的真實密度。