Question

17．小明同學撿到一塊金屬塊，他想通過測量金屬塊的密度判斷這個金屬塊的材料是什么，小明可用的實驗儀器有托盤天平和彈簧測力計．
①小明將天平放在水平實驗臺上后，接下來將游碼的左側跟標尺的零刻度線對齊，再調(diào)節(jié)平衡螺母，使天平平衡．
②用調(diào)節(jié)好的天平測量金屬塊質(zhì)量，正確操作后天平再次達到平衡，如圖甲所示，此時讀出該金屬塊的質(zhì)量為270g，重力為2.7N（g=10N/kg）
③在實驗過程中，小明將金屬塊兒掛與彈簧測力計上，然后放在水中直至完全浸沒，此時彈簧測力計讀數(shù)如圖乙所示為1.7N．

④小明通過查閱密度表得知如下幾種金屬的密度（見下表），通過科學的計算，可以求出金屬的密度，則該金屬塊的材料是鋁．

金屬	鉛	銅	鋼鐵	鋁
密度（kg/m3）	11.3×103	8.9×103	7.9×103	2.7×103

Answer 1

分析 ①用天平測量前，應將天平放在水平工作臺上；將游碼移至標尺零刻度線處，調(diào)節(jié)平衡螺母使指針對準分度盤中央刻度線；
②根據(jù)砝碼和游標尺上的游碼的示數(shù)計算出金屬塊的質(zhì)量；根據(jù)G=mg可求得其重力；
③讀出彈簧測力計的示數(shù)；
④根據(jù)稱重法求出金屬塊浸沒在水中受到的浮力；
物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等，根據(jù)阿基米德原理求出金屬塊的體積．根據(jù)密度公式計算出金屬塊的密度；然后可知該金屬塊的材料．

解答 解：①用天平測量前，應將天平放在水平工作臺上；將游碼移至標尺零刻度線處，調(diào)節(jié)平衡螺母使指針對準分度盤中央刻度線；
②將金屬塊放在天平的左盤，在右盤中用鑷子夾取砝碼，通過增減砝碼并移動游碼的方法，使天平再次平衡；砝碼的質(zhì)量為200g+50g+20g=270g，則金屬塊的質(zhì)量是72g；其重力G=mg=0.27kg×10N/kg=2.7N，
③由圖可知，此時彈簧測力計讀數(shù)F=1.7N，
④金屬塊浸沒在水中受到的浮力：
F_浮=G_物-F=2.7N-1.7N=1N；
因金屬塊浸沒在水中，
所以，由阿基米德原理F_浮=ρ_液gV_排可得，金屬塊的體積：
V_金=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³．
金屬的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.27kg}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=2.7×10³kg/m³，
查表可知，該金屬塊的材料是鋁．
故答案為；①零刻度線；②270；2.7；③1.7；④鋁．

點評 本題考查了重力公式、稱重法求浮力、阿基米德原理的應用，關鍵是公式及其變形式的靈活應用和知道物體浸沒時排開液體的體積等于自身的體積．