Question

小晴在沙滩上捡到一小块鹅卵石，想用学过的浮力知识测量它的密度，于是把它拿到了实验室。

（1）她设计了用弹簧测力计、烧杯、水、细线测量的方案如下：

a．用细线将鹅卵石系在弹簧测力计下，测出鹅卵石的重力，记为G。

b．在烧杯内装入适量水，并用弹簧测力计提着鹅卵石，使它浸没在水中，记下弹簧测力计的示数F。

c．鹅卵石密度的表达式为ρ_石＝_____（用G、F和ρ_水表示）。

（2）在用弹簧测力计测量鹅卵石的重力时，出现了如图甲所示的现象，使得她放弃了这个方案，她放弃的理由是_____。

（3）她在老师指导下重新设计了用天平、烧杯、水、细线测量鹅卵石密度的方案，并进行了测量。

a．将天平放在水平台上，把游码放到标尺_____处，当指针静止时如图乙所示，此时应将平衡螺母向_____（选填“左”或“右”）调节，直到横梁平衡。

b．用天平测量鹅卵石的质量，天平平衡时，砝码质量和游码位置如图丙所示，则鹅卵石的质量为_____g。

c．在烧杯内装入适量的水，用天平测量烧杯和水的总质量为60g。

d．如图丁所示，使烧杯仍在天平左盘，用细线系着鹅卵石，并使其悬在烧杯里的水中，当天平平衡时，天平的示数为68.8g。鹅卵石的密度为_____g/cm³．（结果保留一位小数，ρ_水＝1.0×10³kg/m³）

Answer

×ρ水； 测力计分度值过大（或测力计量程过大） 左端的零刻线处 右 18.4 2.1

【解析】

（1）c．根据称重法测浮力，由已知条件，鹅卵石浸没在水中时受到的浮力：

F浮=G-F﹣﹣﹣﹣﹣①，

根据阿基米德原理，

F浮=ρ水gV排=ρ水gV物﹣﹣﹣﹣②，

由①②得鹅卵石的体积：

V物=﹣﹣﹣﹣﹣③，

鹅卵石密度的表达式：

ρ物==﹣﹣﹣﹣﹣﹣④，将③代入④得：

ρ物＝×ρ水；

（2）图甲中测力计分度值为0.2N，出现了如图甲所示的现象，指针约指一个小格处，测力计分度值过大（或测力计量程过大），测量误差较大，故她放弃了这个方案；

（3）a．将天平放在水平台上，把游码放到标尺左端的零刻线处，当指针静止时如图乙所示，即指针静止时指在分度盘中央刻度线的左侧，此时应将平衡螺母向右调节，直到横梁平衡；

b．图丙中标尺的分度值为0.2g，鹅卵石的质量是：m=10g+5g+3.4g＝18.4g；

d．由图丙和丁可知，增加的砝码质量：△m=68.8g﹣60g=8.8g，即为鹅卵石排开水的质量，排开水的体积：V排===8.8cm3，

因鹅卵石完全浸没在水中，故鹅卵石的体积：V＝V排＝8.8cm3，

鹅卵石的密度：ρ==≈2.1g/cm3。