Question

小明想用天平、砝码、烧杯、足量的水来测石块的密度：

(1)小明在调节天平横梁平衡时，指针出现图甲所示情况，他应将平衡螺母向_____端调节；如果在称量过程中指针又出现如图甲所示情况，他应_____．

(2)小明用已调好的托盘天平测量物体的质量，操作情况如图乙所示，请指出其中两个错误：①_____；②_____．小明改正错误后，天平再次平衡后，砝码和游码位置如图丙所示，所称量烧杯和水的质量是_____g．

(3)小明将石块浸没到上述烧杯中的水中，如图丁所示，此时天平所显示的质量值为91.6g，放手后石块沉入水底后，测得烧杯、水和石块的总质量为107.6g，则石块的密度为_____kg/m³．

Answer

右 增加砝码或向右移动游码 用手直接去拿砝码 将砝码放在了左盘，物体放在了右盘 81.6 2.6×103

【解析】

(1)小明在调节天平横梁平衡时，图中指针指向分度盘的左侧，因此应将平衡螺母向右调节；如果在称量过程中指针又出现如图甲所示情况，说明被测物体的质量较大，此时应该增加砝码或向右移动游码，使天平横梁重新平衡；

(2)由图乙知，物体放在了右盘，砝码放在了左盘，物体和砝码的位置反了；在加减砝码时，用手拿取，未用镊子；标尺的分度值是0.2g，因此烧杯和水的质量：

m1=50g+20g+10g+1.6g=81.6g；

由题意可得，石块的质量：

m石=107.6g−81.6g=26g。

小明将石块浸没到上述烧杯中的水中，此时天平所显示的质量值为91.6g，放手后石块沉入水底后，测得烧杯、水和石块的总质量为107.6g，因整体受力平衡，则增大的重力等于减小的拉力，即：

F=m增大g=(107.6−91.6)×10−3kg×10N/kg=0.16N，

石块浸没在水中时受到重力、浮力、拉力，即

G−F浮=F=0.16N；

石块的重力为：

G=m石g=26×10−3kg×10N/kg=0.26N；

石块受到的浮力为：

F浮=G−F=0.26N−0.16N=0.1N；

根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得，石块排开水的体积：

V排=F浮∕ρ水g=0.1N∕（1.0×103kg/m3×10N/kg）=1×10−5m3=10cm3；

因为石块全部浸没，石块的体积等于排开水的体积，石块的密度为：

ρ=m石V=26g/10cm3=2.6g/cm3=2.6×103kg/m3。