Question

18．小明用壓歲錢為媽媽買了一只銀手鐲作為生日禮物（如圖1），他想通過測量密度實驗判斷手鐲是不是純銀制成的．
（1）調(diào)節(jié)天平平衡時小明發(fā)現(xiàn)指針指在分度中線的左側(cè)，他應(yīng)該把平衡螺母往右調(diào)；
（2）小明設(shè)計出測手鐲密度所需的步驟：
A、用天平測量銀手鐲的質(zhì)量m
B、用量筒接住溢出來的水，待水不再溢出時讀出水的體積為V
C、把手鐲放入溢水杯
D、在溢水杯中裝滿水
 正確的測量順序為：ADCB，手鐲密度的表達式ρ=$\frac{m}{V}$．
（3）小明在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，由于手鐲的體積不大，溢水杯溢出的水太少而造成實驗誤差較大，于是，他采用另外一種方法按以下步驟進行：
①用天平測出手鐲的質(zhì)量為31.5g
②在燒杯內(nèi)放適量的水，持天平平衡后如圖2所示，則其總質(zhì)量為66.6g；
③用細繩拴住手鐲，把它懸掛浸沒燒杯水中（不碰杯壁和杯底），調(diào)節(jié)天平重新平衡，讀數(shù)為69.6g，此時天平讀數(shù)增加是因為杯底受到浮力的反作用力，從而可以算出手鐲的體積是3cm³；
④計算出這只手鐲的密度為10.5g/cm³，將此數(shù)據(jù)與純銀的密度進行對比并得出結(jié)論．

Answer 1

分析 （1）天平使用前調(diào)節(jié)平衡時，要調(diào)節(jié)平衡螺母，規(guī)則是“右偏左調(diào)，左偏右調(diào)”，即指針向右偏就向左調(diào)平衡螺母，指針向左偏就向右調(diào)平衡螺母，調(diào)左側(cè)的還是右側(cè)的平衡螺母都一樣．
（2）要測量手鐲的密度，需測量其質(zhì)量和體積，實驗步驟要盡量減小測量誤差，所以先測質(zhì)量后測體積；
（3）天平平衡時，左盤中物體的質(zhì)量等于右盤中砝碼的質(zhì)量加上游碼在標(biāo)尺上所對的刻度值．
物體間力的作用是相互的，排開水的質(zhì)量為69.6g-66.6g，利用排開水的體積即為手鐲的體積，結(jié)合密度公式求出體積；利用密度公式表達石塊的密度．

解答 解：（1）調(diào)節(jié)天平平衡時小明發(fā)現(xiàn)指針指在分度中線的左側(cè)，根據(jù)“右偏左調(diào)，左偏右調(diào)”的規(guī)則，應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)．
（2）小明設(shè)計出測手鐲密度所需的正確步驟：
A、用天平測量銀手鐲的質(zhì)量m
D、在溢水杯中裝滿水
C、把手鐲放入溢水杯
B、用量筒接住溢出來的水，待水不再溢出時讀出水的體積為V，此時即為手鐲的體積，
則手鐲密度的表達式ρ=$\frac{m}{V}$，
（3）由圖知，總質(zhì)量為：m_總=50g+10g+1.6g=66.6g，
由于手鐲受到浮力作用，就要向下施加大小等于浮力的反作用力，
排開水的質(zhì)量m_排=69.6g-66.6g=3g，由ρ=$\frac{m}{V}$可得，V_排=$\frac{{m}_{排}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{3g}{1g/c{m}^{3}}$=3cm³，
手鐲的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{31.5g}{3c{m}^{3}}$=10.5g/cm³．
故答案為：（1）右；（2）ADCB；$\frac{m}{V}$；（3）66.6；浮；3；10.5．

點評 此實驗中主要考查了天平的調(diào)節(jié)與讀數(shù)、量筒的讀數(shù)、密度公式的運用等，不過通過此實驗我們更要重點學(xué)習(xí)一種等效替代的方法，即此實驗中用排開水的體積替代玉鐲的體積，值得我們學(xué)習(xí)的借鑒．