Question

小明在固城湖边捡了一块形状很特别的石头，他很想知道这块石头的密度，于是在老师的带领下去了物理实验室．由于存放不当，天平附带的砝码严重生锈，小明只能利用天平了．老师又帮他找了量筒、两个完全相同的烧杯、细线、滴管等器材．小明稍加思考，决定用以下方法进行实验：
（1）实验过程：
①将天平放在水平台上，游码拨至左端零刻线处，若发现此时指针如图甲所示，则应向______调节平衡螺母使天平平衡．
②在天平左右两盘各放一只相同的烧杯，将大理石放在左盘的烧杯里，在右盘的烧杯中加水，滴管调节水的多少，直至天平再次平衡，这是为了______．
③将烧杯中的水倒入量筒中，读出体积并记录．
④用排水法测得大理石的体积为20cm³．
⑤则大理石密度为______kg/m³
（2）请你分析，实验中步骤______会存在较大的误差，会使实验结果偏______（选填“大”或“小”）．

Answer

（1）天平平衡的标志是：指针指在分度盘的中央或左右摆动幅度相等，指针左偏右调，右偏左调；
不用砝码，将大理石放在左盘的烧杯里，在右盘的烧杯中加水，用滴管调节水的多少，直至天平再次平衡，这样大理石的质量就等于右盘烧杯内水的质量；用量筒测出烧杯内的体积，利用密度公式求出水的质量（大理石的质量），再利用排水法测出大理石的体积，利用密度公式求大理石的密度；
（2）将水倒入量筒来测体积，这种做法会因烧杯壁粘水而使测出的体积偏小，导致算出的水的质量偏小，由密度公式ρ=计算出的大理石密度就偏小．
【解析】
（1）图中指针向右偏，应该向左调平衡螺母；
用滴管调节水的多少，直至天平再次平衡，这样大理石的质量就等于右盘烧杯内水的质量；
由图可知，量筒中水的体积v=52cm3，
水的质量：m水=ρ水v=1g/cm3×52cm3=52g，
∵大理石的质量与水的质量相等，
∴m石=m水=52g，
又∵用排水法测得大理石的体积为20cm3，即v石=20cm3．
∴大理石的密度为：
ρ石===2.6g/cm3=2.6×103kg/m3；
（2）实验③步骤将水从烧杯倒入量筒中，因烧杯壁粘水使测量的水的体积偏小，由m=ρv知算出的水的质量偏小，从而得出的大理石的质量偏小，大理石的体积不变，所以由密度公式ρ=，得出的大理石密度就偏小了．
故答案为：（1）左；使水的质量和大理石的质量相同；2.6×103；（2）③，小．