小亮测量某种液体的密度:
( 1 )将托盘天平放在水平桌面上,将 __________ 移至标尺左端 0 刻度线处,并调节平衡螺母使天平平衡.
( 2 )图甲是他测量空瓶质量时的情景,错误的是 _______________________ .纠正错误后,测得空瓶的质量是 20g.
( 3 )用瓶子装满液体,用天平测得瓶和液体的总质量如图乙所示,是 __________ g ,已知瓶子的容积是 40 ml ,则液体的密度是 ____________ kg/m 3 .
( 4 )小华认为不用量筒也能测量出该液体的密度.他进行了如下实验操作:
① 调好天平,用天平测出空烧杯质量为 m 0 ;
② 在烧杯中装满水,用天平测出烧杯和水的总质量为 m 1 ;
③ 把烧杯中的水倒尽,再装满该液体,用天平测出烧杯和该液体的总质量为 m 2 ;
则小华测出的该液体密度的表达式 ρ= ____________ (已知水的密度为 ρ 水 ).
( 5 )小亮在课后制作了一个可测量物体质量的装置,如图甲所示小筒与大筒均为圆柱形容器.小筒和托盘的总质量为 200g ,小筒底面积 50cm 2 ,高 12cm ,大筒中装有适量的水,托盘上不放物体时,在小筒和大筒上与水面相平的位置的刻度均为 “ 0 ”,将小筒竖直压入水中,当水面距小筒底 10cm 时,在小筒和大筒上与水面相平位置的刻度均为最大测量值,小筒 和大筒的分度值相同.把被测物体放入托盘中,读出小筒或大筒上与水面相平位置对应的刻度值,即为被测物体的质量.
①该装置所能测量物体的最大质量为 ______ g;
②小筒上相邻两刻度线的间距比大筒上相邻两刻度线间的距离 ____ (选填 “大”或“小”);
③他想利用此装置测算出石块的密度,操作如下,如图乙所示,将石块放入托盘中,读出大筒上的示数为 m 1 ;如图丙所示,将此石块沉入水中,读出大筒上的示数为 m 2 ,该石块密度的表达式为 ρ 石 = _______ (水的密度用 ρ 水 表示)
游码 被测物体与砝码位置放反了 53.2 0.83×10 3 ( m 2 -m 0 ) ρ 水 /(m 1 -m 0 ) 300 大 m 1 ρ 水 / m 2
【解析】
( 1) 用托盘天平测量物体质量时,把天平放置在水平桌面上易于操作的地方;游码移到标尺左端的零刻度处,然后调节平衡螺母,要使横梁平衡 ..(2) 天平称量物体质量时,物体要放在天平的左盘,砝码要放在天平的右盘,而图中物体和砝码的位置放颠倒了; (3) 由图乙所示可知 , 标尺每一个大格代表 1g, 每一个小格代表 0.2g, 游码对应的示数是 3.2g, 瓶和液体的总质量: m 总 = 50g 3.2g=53.2g ;瓶中液体的质量为: m=m 总 −m 瓶 = 53.2g−20g=33.2g; 液体的体积 V=40ml=40cm 3 ;液体的密度: ρ = = 0.83g/cm 3 = 0.83×10 3 kg/m 3 (4) 水的质量: m 水 = m 1 −m 0 ,由 ρ = 得 , 液体的体积: V=V 水 = ,液体的质量: m=m 2 −m 0 ,则液体的密度: ρ = .(5) ①当水面距小筒底 10cm 时 ,V 排 = S 小 h=50cm 2 10cm=500cm 3 = 5 10 -4 m 3 ,则 F 浮 = 水 g V 排 = 1.0 10 3 kg/m 3 10N/kg 5 10 -4 m 3 = 5N, 由于小筒和托盘处于漂浮,则 G 总 = F 浮 = 5N ;所以 m 总 = = 0.5kg=500g; 则测量物体的最大质量为 m 大 = m 总 m 小 = 500g 200g=300g. ② 由于托盘上不放物体时,在小筒和大筒上与水面相平的位置的刻度均为 0 ,当托盘上放物体时,则小再浸入水的体积为 V 浸 = S 小 h 小 ;大筒中水面上升后的体积 V 排 = S 大 h 大 ;由于 S 小 S 大 ,则 h 小 h 大 ,即小筒上相邻两刻度线的间距比大筒上相邻两刻度线间的距离大; ③根据该装置可知石块质量为m 1 ,将此石块沉入水中,读出大筒的示数为石块排开的水的质量m 2 ,根据 ρ= 可得石块的体积为: V 石 = V 排 = ,则石块的密度: ρ 石 = .
点睛:当水面距小筒底 10cm 时,根据漂浮条件求出小筒、托盘和所测物体的重力,减去小筒和托盘的重力,然后即可求出测量物体的最大质量;根据 V 排 =V 浸 即可判断;根据该装置可知石块质量为 m 1 ;将此石块沉入水中,读出大筒上的示数为是石块排开的水的质量 m 2 ,所以据此即可求出石块的体积,然后利用 ρ = 即可求出密度.