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17.小軍利用天平、水和燒杯來測量一不規(guī)則小石塊的密度,請將他的實驗步驟補充完整.
 
(1)把托盤天平放在水平臺面上,將標(biāo)尺上的游碼移到左端零刻線處,調(diào)節(jié)天平的平衡螺母使天平平衡.
(2)用天平測量小石塊的質(zhì)量,右盤中的砝碼和標(biāo)尺上的游碼如圖1所示,則小石塊的質(zhì)量為72g.
(3)如圖2所示:
a、往燒杯中加入適量的水,把小石塊浸沒,在水面到達(dá)的位置做標(biāo)記;
b、取出小石塊,測得燒杯和水的總質(zhì)量為153g;
c、往燒杯中加水,直到標(biāo)記處,再測出此時燒杯和水的總質(zhì)量為183g.
d、計算出小石塊的體積.
(4)用密度公式計算出小石塊的密度為2.4×103kg/m3.(水的密度為ρ=1.0×103kg/m3
(5)小明嫌小軍的方法很麻煩,就找來了燒杯和適量的水,用彈簧測力計對礦石做了兩次測量,就測出了時刻密度.那么小明除了要測出石塊在空氣中的重力G之外,還要測出石塊浸沒在水中時彈簧測力計示數(shù)F.石塊密度的表達(dá)式為GGF•ρ.(用字母表示)

分析 (1)把天平放在水平臺上,游碼移到標(biāo)尺左端的零刻度;
(2)物體的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加游碼對應(yīng)的刻度值.
(4)石塊的體積等于燒杯中加倒水入的體積.
石塊的體積與倒入水的體積相同,我們可以根據(jù)燒杯中倒水前后的質(zhì)量,根據(jù)密度公式,求出倒入水的體積;
根據(jù)密度公式,已知石塊的質(zhì)量,體積,求出石塊的密度.
(5)根據(jù)浮力知識,若測出石塊完全浸沒時的浮力,則可根據(jù)V=V=\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{液}g}計算出石塊的體積,從而計算出石塊的密度.

解答 解:(1)天平放好后,應(yīng)先將游碼移至標(biāo)尺的零刻線處;
(2)圖中天平的示數(shù)m=50g+20g+2g=72g;
(4)在如圖所示的方法中,取出了石塊,再將水補充到原來的標(biāo)記處,這樣增加的水的體積就是石塊的體積;
根據(jù)圖示,我們可以發(fā)現(xiàn),石塊的體積就是要加入水的體積,也就是要使取出石塊燒杯中水的水面與石塊在燒杯中水的標(biāo)記相平,
已知燒杯和水質(zhì)量m1=153g,加入水與標(biāo)記相平時,燒杯和水的質(zhì)量m2=183g,
加入水的質(zhì)量m=m2-m1=183g-153g=30g;
根據(jù)密度公式ρ=\frac{m}{V},已知水的密度是常量,即1.0g∕cm3
V=\frac{{m}_{加}}{{ρ}_{水}}=\frac{30g}{1.0g/c{m}^{3}}=30cm3
又因為V=V
所以V=30cm3
已知石塊質(zhì)量m=52g,石塊體積V=30cm3
所以ρ=\frac{{m}_{石}}{{V}_{石}}=\frac{72g}{30c{m}^{3}}=2.4g∕cm3=2.4×103kg∕m3
(5)根據(jù)浮力的知識,當(dāng)物體完全浸沒時,V=V=\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{液}g},所以測出石塊的重力后,將其完全浸沒在水中,讀出此時測力計的示數(shù)F,則F=G-F,V=V=\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{液}g}=\frac{G-F}{{ρ}_{水}g},所以ρ=\frac{m}{V}=\frac{\frac{G}{g}}{\frac{G-F}{{ρ}_{水}g}}=\frac{G}{G-F}•ρ
故答案為:(1)左端零刻線;(2)72;(4)2.4×103;(5)石塊浸沒在水中時彈簧測力計示數(shù)F;\frac{G}{G-F}•ρ

點評 本題中天平使用、固體密度的測量屬基礎(chǔ)問題,因初中物理對固體密度的測量要求較高,體積用到補充水的方法,給本題帶來了一定難度.

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