内容正文:
专题七 力学实验专题训练
一、 力学测量性实验
(一)测量物体的密度
1、实验器材
托盘天平、砝码、镊子、量筒、烧杯、水、待测物体、待测液体
2、实验装置
3、常见考点
(1)实验原理:ρ=
(2)天平的使用:
①天平要放在水平桌面上;
②调平:先将游码归零,再看分度盘指针,调平衡螺母;左偏右调,右偏左调,使指针指在分度盘中央
③左物右码,镊子取砝码;
④测量过程中,不可调平衡螺母
(3)天平读数:物体的质量=右盘砝码总质量+游码左侧对应的刻度
(4)量筒读数:注意分度值的大小及单位,无需估读
(5)测量液体密度时,遵守“先测全部,再倒一部分”的操作方法(如图乙)
(6)多次测量的目的:减小实验误差
4、实验拓展
(7)误差分析:若质量准确,体积偏小,则密度偏大;若体积准确,质量偏大,则密度偏大
补充:用天平测固体的质量时,若砝码生锈,天平读数会偏小,则所测质量偏小,体积准确,导致所测密度偏小;若砝码磨损,天平读数会偏大,则所测质量偏大,体积准确,导致所测密度偏大
(8)减小误差:选取合适的仪器并正确使用;设计合理的实验步骤
【例1】小聪同学在江边捡到一块漂亮的鹅卵石,他用天平和量筒测量它的密度。
(1)如图甲所示,小聪在调节天平横梁平衡的过程中的错误操作是__________________________。
(2)小聪纠正错误后,把鹅卵石放在天平______盘中,并用________向另一侧盘中加减砝码并调节________,使天平横梁恢复平衡。平衡时,砝码和游码位置如图乙所示,则鹅卵石的质量为________g。
(3)小聪将鹅卵石放入盛有50 mL水的量筒中,静止时液面如图丙,则鹅卵石的密度为________kg/m3。
(4)小聪根据所测数据,在图丁上描出对应的点A,接着他换用另一石块重复上述实验,根据所测数据在图上描出了对应的点B。若ρA、ρB分别代表鹅卵石和石块的密度,则ρA______ρB(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】(1)没有将游码移到零刻度线处(或游码未归零) (2)左;镊子;游码;27 (3)2.7×103 (4)>
【解析】(1)调节天平横梁平衡时,应先把游码移到标尺左端的零刻度,再调节平衡螺母,由图甲可知,小聪在调节天平横梁平衡过程中的操作错误是游码没有移到标尺左端的零刻线处;
(2)由图乙知,天平标尺的分度值为0.2g,鹅卵石的质量:m=20g+5g+2g=27g;
(3)由图丙知,量筒的分度值为2mL,鹅卵石放在量筒后读数为60ml,所以鹅卵石的体积:
V=60ml﹣50ml=10ml=10cm3;
所以鹅卵石的密度:ρ2.7g/cm3=2.7×103kg/m3;
若鹅卵石掉了一半,物质种类、状态和温度没有变化,密度不变,则剩下的鹅卵石的密度还是
2.7×103kg/m3;
(4)同种物质的质量与体积的比值为一个定值,即质量与体积的图象为一条过原点的直线,根据A、B两个点分别做出图象,如图所示:
由图可知,当体积相同时,A的质量大于B的质量,故ρA>ρB。
【例2】小王捡到一个形状奇特且不溶于水的物体。他想知道此物体是由什么材料构成的,于是进行了如下操作:
(1)已知空玻璃杯的质量为62.5 g;
(2)将该物体放入装有适量水的透明玻璃杯中,发现物体下沉至杯底,如图甲所示,说明该物体的密度__________水的密度,物体对杯底的压力__________其重力。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
(3)往杯中逐渐加入食盐并搅拌,直至观察到物体悬浮如图乙所示。
(4)取出物体,用调好的天平测玻璃杯和盐水的总质量,如图丙所示的总质量为__________g。
(5)将玻璃杯中的盐水全部倒入量筒,如图丁所示的体积为__________mL。
(6)通过以上实验,可以得出物体的密度为__________kg/m3,这个物体是由__________构成的。
密度
参考表
物质
大理石
石膏
硬塑料
铝合金
密度/(kg·m-3)
(2.6~2.8)×103
(1.6~1.9)×103
(1.2~1.6)×103
(2.8~4.0)×103
【答案】(2)大于 小于 (4)121 (5)45 (6)1.3×103 硬塑料
【解析】(2)物体在水中下沉,说明此时物体密度大于水;
物体沉在水底时,受到竖直向上的浮力、支持力和竖直向下的重力作用,所以支持力小于重力,又因为支持力和压力是相互作用力,大小相等,所以对底部的压力小于重力;
(4)由图丙知,天平的读数为m=100g+20g+1g=121g。
(5)由图丁知,量筒的分度值为1ml,量筒的读数为45mL=45cm3。
(6)盐水的质量m=121g﹣53.8g=67.2g,
盐水的密度ρ1.5g/cm3=1.5×103kg