Question

16．小林学习了密度知识后和同学们一起到实验室动手测出了一个金属球的密度，以下是他测量密度的实验步骤：
（1）在使用平衡的托盘天平称量时，发现指针的位置如图（a）所示，此时应加质量最小的砝码或向右移动游码．
（2）由于金属球体积过大不能直接放进量筒中，采用了下面的方法：
A．在溢水杯中装满水，如图（b）所示；
B．将金属球用细线系好，把金属球浸没在溢水杯中，同时用小烧杯收集从溢水杯流出的水，如图（c）所示；
C．将小烧杯收集到的水全部倒入量筒中，如图（d）所示，则金属球的体积为20cm³．
（3）取出金属球，用调节好的天平测出金属球的质量，当天平平衡时，右盘中砝码及游码的位置如图（e）所示，金属球的质量是54g．由此可知，金属球的密度为2.7g/cm³．
（4）请你评估，在本次实验中所测得密度值与真实值比较会偏大（偏大/相等/偏小）．

Answer 1

分析 （1）称量物体质量时，通过加减砝码和移动游码使杠杆平衡；
（2）利用排开水的体积等效替代金属球的体积，通过量筒可读出体积的大小；
（3）天平在读数时应将砝码的质量与游码的示数相加，再利用密度的公式可计算出金属球的密度；
（4）评估实验结果时，重点分析体积和质量在测量过程中，哪些环节容易产生误差，对实验结果的影响会怎样．

解答 解：（1）在称量时，图a中指针偏左，说明左侧质量大，因此应向右盘加质量最小的砝码或向右移动游码，使天平平衡；
（2）读图d可知，量筒中水的体积就是金属球的体积，为20cm³；
（3）金属球的质量为50g+4g=54g，金属球的密度ρ═$\frac{m}{V}$=$\frac{54g}{20c{m}^{3}}$=2.7g/cm³；
（4）实验中，小烧杯收集溢出的水时很难完全收集，在倒入量筒时也很难完全倒净，造成体积的测量值偏小，因此，影响到最终的密度测量值偏大．
故答案为：（1）加质量最小的砝码；移动游码；（2）20；（3）54，2.7；（4）偏大．

点评 此实验中主要考查了天平的调节与读数、量筒的读数、密度公式的运用、实验误差的分析等，不过通过此实验我们更要重点学习一种等效替代的方法，即此实验中用排开水的体积替代金属球的体积，值得我们学习的借鉴．