Question

12．玉是我國的一種傳統(tǒng)文化，玉的密度是玉器品質(zhì)的重要參數(shù)．小明想幫媽媽通過實驗測量一只玉鐲的密度，以下是他測量玉鐲的實驗步驟：

（1）用天平測山玉鐲的質(zhì)量時，水平放置的天平要進行必要的調(diào)節(jié)．首先將天平放在水平桌面上，將游碼放到零刻度處，接著調(diào)節(jié)平衡螺母使天平橫梁平衡．當天平平衡時，右盤中砝碼及游碼的位置如圖甲所示，玉鐲的質(zhì)量是60.4g．
（2）由于玉鐲不能直接放入量筒中，小明按如圖乙所示的方法測出了玉鐲的體積，玉鐲的體積是20cm³．
（3）玉鐲的密度為3.02×10³kg/m³．
（4）若實驗過程中沒有天平和量筒，可以再只增加一個測量器材，再設(shè)計出一種測量此玉鐲密度的實驗方法．
①增加的測量器材：彈簧測力計．
②實驗步驟：
a．用彈簧測力計測出物體的重力G；b．將玉鐲完全浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)F．
③此玉鐲密度的表達式：ρ=$\frac{G{ρ}_{水}}{G-F}$（用測量量表示）．

Answer 1

分析 （1）將天平放在水平桌面上，調(diào)節(jié)橫梁平衡時，應(yīng)將游碼放到零刻度處；天平平衡時，左盤中物體的質(zhì)量等于右盤中砝碼的質(zhì)量加上游碼在標尺上所對的刻度值．
（2）知道玉鐲的體積等于排出液體的體積．會進行量筒的讀數(shù)，注意分度值．
（3）掌握密度的計算公式：ρ=$\frac{m}{V}$，在計算過程中注意單位的換算．
（4）若沒有天平和量筒，可利用浮力的知識進行測量，用彈簧測力計分別測出其重力和完全浸沒時的拉力，用等效替代法得出體積的大小．

解答 解：（1）將天平放在水平桌面上，調(diào)節(jié)橫梁平衡時，應(yīng)將游碼放到零刻度處；
由圖知，標尺的分度值為0.2g，玉鐲質(zhì)量m=50g+10g+0.4g=60.4g；
（2）量筒中水的體積為20ml=20cm³，玉鐲的體積等于其排開水的體積等于20cm³；
（3）玉鐲密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{60.4g}{20c{m}^{3}}$=3.02g/cm³=3.02×10³kg/m³．
（4）若沒有天平和量筒，可增加彈簧測力計；
①用彈簧測力計測出物體的重力G；
②將玉鐲完全浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)F；則F_浮=G-F；
③計算出玉鐲的密度；
m=$\frac{G}{g}$，由F_浮=ρ_液gV_排得，玉鐲的體積V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{液}g}$=$\frac{G-F}{{ρ}_{水}g}$；
則ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{G}{g}}{\frac{G-F}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{G{ρ}_{水}}{G-F}$．
故答案為：（1）天平放在水平桌面上，將游碼放到零刻度處；平衡螺母；60.4；（2）20；（3）3.02×10³；（4）彈簧測力計；用彈簧測力計測出物體的重力G；將玉鐲完全浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)F；ρ=$\frac{G{ρ}_{水}}{G-F}$．

點評 測固體密度是初中最基本的一個測量實驗，中考時也會經(jīng)�？嫉剑�掌握用天平測量物體質(zhì)量，用量筒測量物體體積，求物體密度的方法．同時要搞清出現(xiàn)誤差的原因．最后一題用到了浮力知識及等效替代法，難度較大．