Question

【題目】小晴在沙灘上撿到一小塊鵝卵石，想用學過的浮力知識測量它的密度，于是把它拿到了實驗室。

（1）她設計了用彈簧測力計、燒杯、水、細線測量的方案如下：

a．用細線將鵝卵石系在彈簧測力計下，測出鵝卵石的重力，記為G。

b．在燒杯內裝入適量水，并用彈簧測力計提著鵝卵石，使它浸沒在水中，記下彈簧測力計的示數F。

c．鵝卵石密度的表達式為ρ石＝_____（用G、F和ρ水表示）。

（2）在用彈簧測力計測量鵝卵石的重力時，出現了如圖甲所示的現象，使得她放棄了這個方案，她放棄的理由是_____。

（3）她在老師指導下重新設計了用天平、燒杯、水、細線測量鵝卵石密度的方案，并進行了測量。

a．將天平放在水平臺上，把游碼放到標尺_____處，當指針靜止時如圖乙所示，此時應將平衡螺母向_____（選填“左”或“右”）調節，直到橫梁平衡。

b．用天平測量鵝卵石的質量，天平平衡時，砝碼質量和游碼位置如圖丙所示，則鵝卵石的質量為_____g。

c．在燒杯內裝入適量的水，用天平測量燒杯和水的總質量為60g。

d．如圖丁所示，使燒杯仍在天平左盤，用細線系著鵝卵石，并使其懸在燒杯里的水中，當天平平衡時，天平的示數為68.8g。鵝卵石的密度為_____g/cm3．（結果保留一位小數，ρ水＝1.0×103kg/m3）

Answer 1

【答案】×ρ水； 測力計分度值過大（或測力計量程過大） 左端的零刻線處 右 18.4 2.1

【解析】

（1）c．根據稱重法測浮力，由已知條件，鵝卵石浸沒在水中時受到的浮力：

F浮=G-F﹣﹣﹣﹣﹣①，

根據阿基米德原理，

F浮=ρ水gV排=ρ水gV物﹣﹣﹣﹣②，

由①②得鵝卵石的體積：

V物=﹣﹣﹣﹣﹣③，

鵝卵石密度的表達式：

ρ物==﹣﹣﹣﹣﹣﹣④，將③代入④得：

ρ物＝×ρ水；

（2）圖甲中測力計分度值為0.2N，出現了如圖甲所示的現象，指針約指一個小格處，測力計分度值過大（或測力計量程過大），測量誤差較大，故她放棄了這個方案；

（3）a．將天平放在水平臺上，把游碼放到標尺左端的零刻線處，當指針靜止時如圖乙所示，即指針靜止時指在分度盤中央刻度線的左側，此時應將平衡螺母向右調節，直到橫梁平衡；

b．圖丙中標尺的分度值為0.2g，鵝卵石的質量是：m=10g+5g+3.4g＝18.4g；

d．由圖丙和丁可知，增加的砝碼質量：△m=68.8g﹣60g=8.8g，即為鵝卵石排開水的質量，排開水的體積：V排===8.8cm3，

因鵝卵石完全浸沒在水中，故鵝卵石的體積：V＝V排＝8.8cm3，

鵝卵石的密度：ρ==≈2.1g/cm3。