Question

【题目】小明要测量石块的密度，选择的器材：矿泉水瓶、塑料袋（质量忽略）、木筷、水等器材。实验操作步骤如下：

a、如图甲所示，用细线将木筷悬挂，调节至筷子静止在水平位置，悬挂点记为O；

b、将矿泉水瓶剪成烧杯形状，倾斜放置，如图乙所示。在瓶中装水至溢水口处，用细线系紧石块缓慢漫入水中，溢出的水全部装入塑料袋中；

c、取出石块并擦干水分。将装水的塑料袋和石块分别挂于筷子上的O点两侧，适当移动塑料袋和石块的悬挂位置，使筷子仍静止在水平位置。用刻度尺分别测出O点到两悬挂点的距离和，如图丙所示。

问题：

(1)在实验操作步骤a中，小明调节至筷子静止在水平位置的目的是_____；

(2)根据公式推导出石块的密度_____（用字母和所测得的物理量表示）；

(3)实验中选择的筷子粗细不均匀对测量结果有影响吗？_____

(4)如图乙所示，若瓶中的水面没有到溢水口，测出的石块密度_____石块的真实密度（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

Answer 1

【答案】消除筷子自重对实验影响 无影响 大于

【解析】

(1)[1]在实验操作步骤a中，小明调节至筷子静止在水平位置的目的是消除筷子自重对实验影响。

(2)[2]由杠杆平衡条件知

则

因石块浸没水中，即

故，石块的密度为

(3)[3]由于实验调节悬挂位置，直至筷子水平平衡，此时重力的作用线通过支点，支点到重力作用线的距离为0，则消除了筷子自身重力对杠杆的影响，所以筷子的粗细不均匀对实验结果无影响。

(4)[4]若瓶中的水未装至溢水口，则溢出的水的体积小球实际排开的水的体积，则溢出的水的重力小球排开的水的重力，当在图丙之实验时，变大，根据可知，偏大，故测出的石块密度大于石块的真实密度。