Question

在“測量小石塊的密度”的探究課上，某實驗小組進行了如下實驗探究活動．
（1）首先拿出托盤天平放在水平桌面上，并將游碼移到零刻度線上后，發現如圖甲所示情況．他應采取的措施是

向右調節平衡螺母直至指針指在分度盤的中線處

；

（2）天平調節平衡后，小明按圖乙所示的方法來稱量物體的質量，小江立即對小明說：“你操作時至少犯了兩個錯誤．”小江所說的兩個錯誤是：
①

手直接拿砝碼

；
②

物體和砝碼的位置放反了

．
（3）小明改正錯誤后，稱量中天平再次平衡后，所用砝碼和游碼位置如圖丙所示，所稱量物體的質量

47.4

g．
（4）然后用一細棉線系住小石塊，放入盛有水的量筒中，如圖丁所示，然后取出小石塊，此時量筒中水的體積是10mL，則小石塊的體積為

20

cm³．
（5）利用密度公式計算出小石塊的密度是

2.37×10³

kg/m³．該小組測算得的密度值

偏小

（選填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

分析：（1）天平使用前必須進行調節，調節要做到放--放在水平臺上，撥--將游碼撥到零刻度線，調--調節平衡螺母使橫梁平衡；
天平的調節原則是：相對于指針，平衡螺母“左偏右調”、“右偏左調”；
（2）測量物體質量過程中，注意左物右碼，且用鑷子加減砝碼；
（3）被測物體的質量等于砝碼的總質量與游碼所對刻度之和，讀數時注意標尺的分度值；
（4）水和石塊的總體積與水的體積之差便等于石塊的體積；
（5）根據公式ρ=

m

V

計算出石塊的密度；根據（4）的測量過程，分析質量和體積的測量誤差，從而可分析出密度的測量誤差．

解答：解：
（1）由圖甲知，現在指針左偏，所以應將平衡螺母向右調節，直到指針指在分讀盤的中央；
（2）由圖乙知，物體放在了右盤，砝碼放在了左盤；
在加減砝碼時，用手拿取，未用鑷子；
（3）由圖丙知，標尺的分度值為0.2g，所以小石塊的質量m=20g+20g+5g+2.4g=47.4g；
（4）由圖丁知，量筒中水和石塊的總體積為30cm³，所以石塊的體積為V=30cm³-10cm³=20cm³；
（5）石塊的密度為ρ=

m

V

=

47.4g

20cm3

=2.37g/cm³=2.37×10³kg/m³；
由于將小石塊由量筒中取出時，石塊上會沾有水，所測石塊的體積會偏大，根據ρ=

m

V

，所測密度會偏小．
故答案為：（1）向右調節平衡螺母直至指針指在分度盤的中線處；（2）①手直接拿砝碼；②物體和砝碼的位置放反了；（3）47.4；（4）20；（5）2.37×10³；偏小．

點評：（1）本題考查了天平的使用方法，天平是物理學中最基本的測量工具，在使用天平稱量物質質量時要嚴格按照天平的使用規則，天平平衡的調節在稱量物質的前后有不同的方法，需要同學們特別注意．
（2）本題的解題關鍵是熟悉測量固體密度的基本實驗程序，注意在密度公式的計算時，單位的轉化容易出錯．