Question

小王的媽媽五一節(jié)在重慶百貨店買了一個又大又漂亮的“黃金”裝飾墜子，讀初二的小王和他的爸爸媽媽特別想知道這個不規(guī)則裝飾墜子的密度，請幫他們在下列方案中的空白處填空：
方案一：利用天平和量筒
（1）將托盤天平放在水平臺上，將標(biāo)尺上的游碼移到零刻度處，調(diào)節(jié)天平兩端的

平衡螺母

，使天平平衡．
（2）用已調(diào)好的天平測量墜子的質(zhì)量．當(dāng)天平平衡時．右盤中砝碼和游碼的位置如圖1所示，墜子質(zhì)量是

167.2

g，墜子的體積可由圖2測得為

10

cm³．通過計算可知墜子的密度為

16.72

g/cm³．

方案二：實(shí)驗(yàn)過程中不小心摔掉了量筒，他們還想再測一次，接下來他們又利用一個圓柱形玻璃杯、天平、水也測出了墜子的密度：具體步驟是：
（1）利用方案一測量出的墜子的質(zhì)量；
（2）在圓筒形玻璃杯中裝入適量的水，記下水面的位置a處，并測出杯和水的總質(zhì)量為86g．
（3）將墜子用細(xì)線系好，浸沒入圓筒形玻璃杯的水中，記下水面到達(dá)的位置b處．
（4）將墜子從水中提出來，再往玻璃杯中注入水，使水面

到達(dá)b處

（填出水面應(yīng)到達(dá)的位置），測出此時玻璃杯和水的總質(zhì)量為97g．則墜子的體積為

11

cm³．
（5）用密度公式計算出墜子的密度為

15.2×10³

kg/m³．
（6）本實(shí)驗(yàn)中測墜子體積的方法在初中物理中經(jīng)常見到，它屬于科學(xué)方法中的（

B

）
    A．類比法    B．等效替代法    C．控制變量法    D．歸納法
他們 在評估與交流環(huán)節(jié)中認(rèn)真討論了兩次測墜子的密度，一致認(rèn)為方案二的測量誤差較大，請同學(xué)們說說在方案二的實(shí)驗(yàn)操作中導(dǎo)致誤差較大的兩個原因：
原因1：

墜子取出時帶走了一部分水

；
原因2：

使用圓形玻璃杯時本身誤差較大

．

Answer 1

分析：一、（1）天平的正確使用：
把天平放在水平臺上，游碼移到標(biāo)尺左端的零刻度；
調(diào)節(jié)天平的平衡螺母使天平的橫梁平衡；
物體放在天平的左盤，砝碼放在天平的右盤，使天平的橫梁重新平衡；
物體的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加游碼對應(yīng)的刻度值．
（2）根據(jù)密度公式ρ=

m

V

可知，要測量墜子的密度，需知道墜子的質(zhì)量和體積；而質(zhì)量已知，只需要測量墜子的體積，可利用墜子排開水的體積求出墜子的體積，再利用密度公式求出墜子的密度．
造成誤差的原因：墜子取出時帶走了一部分水，同時使用圓形玻璃杯時本身誤差較大．

解答：解：方案一：（1）天平放在水平臺上，游碼移動標(biāo)尺左端的零刻度，調(diào)節(jié)平衡螺母使天平的橫梁平衡．
（2）墜子的質(zhì)量：即100g+50g+10g+5g+2.2=167.2g；
墜子的體積：V=V₂-V₁=40mL-30mL=10ml=10cm³；
墜子的密度：ρ=

m

V

=

167.2g

10cm3

=16.72g/cm³；
方案二：（4）將墜子從水中提出來，再往玻璃杯中注入水，使水面仍在b處，測出此時玻璃杯和水的總質(zhì)量為97g．則墜子的體積：V=

97g-86g

1g/cm3

=11cm³．
（5）用密度公式計算出墜子的密度：ρ=

m

V

=

167.2g

11cm3

=15.2g/cm³=15.2×10³kg/m³．
（6）本實(shí)驗(yàn)中測墜子體積運(yùn)用了等效替代法．
造成方案二實(shí)驗(yàn)操作中導(dǎo)致誤差較大的兩個原因：一是墜子取出時帶走了一部分水；二是使用圓形玻璃杯時本身誤差較大．
故答案為：方案一：（1）平衡螺母；（2）167.2；10；16.72；方案二：（4）b處；11；（5）15.2×10³；（6）B；墜子取出時帶走了一部分水；使用圓形玻璃杯時本身誤差較大．

點(diǎn)評：本題是考查學(xué)生知識的運(yùn)用、知識的遷移、方法的靈活掌握，而不是單純的考查學(xué)生知識的記憶．應(yīng)用到物理的方法是替代法，間接測量某個物理量這也是物理上常用的一種方法．