Question

18．小剛為了測量不規(guī)則礦石的密度，做了如下實驗：

（1）將天平放在水平桌面上，移動游碼至標尺左端零刻度后，發(fā)現(xiàn)指針擺動幅度如圖甲所示、此時應將橫梁平衡螺母向左側(cè)調(diào)節(jié)，橫梁平衡后進行測量，結(jié)果如圖乙所示，礦石的質(zhì)量為27 g．
（2）在量筒中注入15mL水，系上細線后將礦石放入量筒，水面位置如圖丙所示，礦石的體積為10cm³．
（3）根據(jù)以上數(shù)據(jù)算得礦石的密度為2.7×10³kg/m³．
（4）假如礦石有吸水性，則所測礦石的密度比真實值大（大/�。�．
（5）對具有吸水性物質(zhì)的體積測量提出一種改進方法．用排沙法．

Answer 1

分析 （1）天平使用前的調(diào)節(jié)：若指針左偏，向右調(diào)平衡螺母，使指針指在分度盤的中線處；
（2）量筒中兩次液面的體積差就是礦石的體積進行計算；
（3）根據(jù)密度的計算公式ρ=$\frac{m}{V}$計算出礦石的密度；
（4）假如礦石有吸水性，測量出礦石的體積變小，根據(jù)密度計算公式判斷測量出礦石的密度變化；
（5）吸水性的多用排油法或排沙法，若用排水法，需算吸水的體積等（本題就要考慮吸水體積）．

解答 解：（1）天平首先要放在水平桌面上，將游碼撥到標尺左端的零刻度線處．調(diào)節(jié)天平在水平面上平衡時要將平衡螺母向指針偏轉(zhuǎn)的相反方向調(diào)節(jié)，指針向右側(cè)擺動的幅度大一些，所以應向左調(diào)節(jié)平衡螺母．
圖乙中天平標尺的分度值為0.2g，礦石的質(zhì)量=砝碼+游碼．礦石的質(zhì)量為20g+5g+2g=27g．
（2）量筒中水的體積V_水=15cm³，圖丙中礦石和水的總體積V_總=25cm³，故礦石的體積V=V_總-V_水=25cm³-15cm³=10cm³
（3）礦石的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{27g}{10c{m}^{3}}$=2.7g/cm³=2.7×10³kg/m³，
（4）若礦石具有吸水性，所以在測量過程中，質(zhì)量是準確的；但在測量體積時，原來量筒中水的體積是不變的，當放進該物體，由于吸水性導致水減少一部分，使得量筒中液面上升的幅度變小，故測得的體積會偏小，根據(jù)公式ρ=$\frac{m}{V}$可知，此時測得的密度值應該是偏大的；
（5）用排沙法，（或放入水中吸足了水后，再用排水法測體積，也可以用工具裁切一塊規(guī)則的礦石，用刻度尺測出其長、寬、高，再求出其體積）．
故答案為：（1）水平；左；27；（2）10；（3）2.7×10³；（4）大；（5）用排沙法．

點評 學會分析固體和液體密度測量的方法，并且能分析測量值偏大和偏小的原因，分析測量值偏大還是偏小是個難點．學習中不僅要掌握測固體密度的基本方法，還要靈活解決各種測固體體積的方法．