第07期用天平檢測物體的質(zhì)量
【實驗介紹】
高中數(shù)學(xué)第六章《物質(zhì)的化學(xué)屬性》中有6個實驗活動，其中“學(xué)生實驗”有2個分別是《用天平檢測物體的質(zhì)量》和《測量物體的密度》，明天我們先來重點學(xué)習(xí)第一個實驗《用天平檢測物體的質(zhì)量》，首先來看一段視頻：
01
托盤天平的使用
托盤天平使用注意事項
①稱量：每架天平都有自己的“稱量”，也就是它所能稱的最大質(zhì)量，被測物體的質(zhì)量不能超過其稱量；
②感量：天平所能檢測的最小質(zhì)量，即標(biāo)尺上的最小刻度值；
③砝碼：向盤中加減砝碼時要用鉗子，不能用手接觸砝碼，不能把砝碼弄臟、弄臟，而且要輕拿輕放；
④藥品：悶熱的物體和物理藥品不能直接放在天平的盤中。
回顧：托盤天平的使用
①放：把天平放到水平臺上；
②調(diào)：將游碼調(diào)至標(biāo)尺上端零刻線處，調(diào)節(jié)橫梁兩端的平衡螺絲（哪邊高向哪邊調(diào)：右端高，往右調(diào)；上端高，向左調(diào)），直到表針指在分度盤的中線處；
③稱：將被測物體放到天平左盤，恐怕被測物體的質(zhì)量后，用鉗子向天平右盤加減砝碼（按由大到小的次序如圖所示質(zhì)量為6kg的物體，也就是先放大的，后放小的），并適當(dāng)調(diào)節(jié)游碼在標(biāo)尺上的位置，直至橫梁恢復(fù)平衡；（左物右碼）
④讀：天平平衡時，左盤被測物體質(zhì)量等于右盤砝碼總質(zhì)量加上游碼在標(biāo)尺上所對應(yīng)的數(shù)值；即：
m物體=m砝碼+m游碼
⑤記：記錄數(shù)據(jù)時要記得帶中單位，通常都是“克”；
⑥整理：檢測結(jié)束后，要用鉗子按由小到大的次序?qū)⒂冶P中砝碼放回砝碼盒，并整理器材。
02
中學(xué)生實驗：用天平檢測物體的質(zhì)量
用天平檢測物體的質(zhì)量
【實驗?zāi)繕?biāo)】
⑴了解托盤天平的主要結(jié)構(gòu)，初步學(xué)會調(diào)節(jié)天平。
⑵正確使用托盤天平檢測固體和液體的質(zhì)量。
【實驗器材】
托盤天平、待測的小石塊和小鐵塊、盛水容器、燒杯和水。
【實驗過程】
⑴天平調(diào)零：先將天平置于水平桌面上，把游碼移到橫梁標(biāo)尺上端的零刻度線處，調(diào)節(jié)天平平衡。
⑵測量固體的質(zhì)量
①把待測小石塊置于天平的左盤中；
②用鉗子往天平右盤加砝碼，并聯(lián)通游碼，直至橫梁平衡；
③將砝碼和游碼所指示的質(zhì)量數(shù)相乘，得出所測物體的質(zhì)量；
④把待測的小鐵塊放到天平的左盤，重復(fù)上述步驟。
⑶測量液體的質(zhì)量
①用天平測出量筒的質(zhì)量m1；
②在量筒中盛上適量的水，測出此時量筒與水的總質(zhì)量m2；
③算出量筒內(nèi)水的質(zhì)量為m=m2-m1；
④在燒瓶中再加入適量的水，重復(fù)上述步驟；
⑤測量完畢，整理好儀器。
精典例題
【2017?昆山】在“測量物質(zhì)的密度”實驗中：
(1)用調(diào)好的天平測金屬塊質(zhì)量，天平平衡時砝碼及游碼在標(biāo)尺上的位置如圖甲所示，金屬塊質(zhì)量m為．
(2)用細線系住金屬塊倒入裝有20mL水的燒杯內(nèi)，湖面如圖乙所示，則金屬塊容積V為．
(3)估算出金屬塊密度ρ=/cm3．
(4)實驗中所用細線會對檢測結(jié)果引起一定偏差，致使所測密度值（偏大/偏小）．
(5)在前面實驗基礎(chǔ)上，借助彈簧測力計和該金屬塊，只需降低一個操作步驟才能測出圖丙內(nèi)燒瓶中鹽水的密度，降低的步驟是：．鹽水密度表達式ρ鹽水=（選用所測數(shù)學(xué)量符號表示）．
【考點】用天平檢測物體的質(zhì)量，固體的密度檢測實驗
【解析】【解答】解：（1）金屬塊的質(zhì)量m=20g+5g+2g=27g；（2）金屬塊的容積V=30mL﹣20mL=10mL；（3）金屬塊的密度ρ=m/V=27g/10cm3=2.7g/cm3．（4）細線會排開一定容積的水，致使檢測的金屬塊的容積變大，質(zhì)量不變，故密度的檢測值要偏小；（5）用彈簧測力計吊著金屬塊，把金屬塊溶入水底，讀出此時測力計的示數(shù)F，則壓強的大小為：F浮=G﹣F=mg﹣F；金屬塊的容積等于其排開的鹽水的容積，按照阿基米德原理可知，鹽水的密度為：ρ鹽水=F浮/gV排=(mg-F)/gV．
【答案】（1）27；（2）10；（3）2.7；（4）偏小；（5）用彈簧測力計吊著金屬塊，把金屬塊溶入水底，讀出此時測力計的示數(shù)F；(mg-F)/gV．
【分析】（1）天平在讀取時要將砝碼的質(zhì)量與游碼的示數(shù)相乘．（2）在用燒杯測固體容積時，要用兩次的容積之差求出固體的容積．（3）依照密度的公式估算得出金屬塊的密度．（4）細線會排開一定容積的水；（5）用彈簧測力計吊著金屬塊，把金屬塊溶入水底，讀出此時測力計的示數(shù)，可以求出壓強的大小；按照阿基米德原理求出鹽水的密度．
高考重現(xiàn)
1.【2018?南京】小明在“測量物質(zhì)的密度”的實驗中：
（1）將天平置于水平工作臺上，游碼歸零后發(fā)覺表針偏向如圖（a），就將兩側(cè)的平衡螺絲向調(diào)節(jié)，直至天平平衡；
（2）用天平稱量礦石的質(zhì)量，天平再度平衡時，置于右盤中的砝碼和游碼在標(biāo)尺上的位置如圖（b）所示，則礦石的質(zhì)量為g；
（3）借助燒杯和水檢測礦石的容積，如圖（c）所示，得出礦石的密度是kg/m3．
2.【2016?昆山】學(xué)過天平使用的知識后，好奇的小明想用屋內(nèi)的一架舊天平稱一個蛋黃的質(zhì)量．在調(diào)整橫梁平衡時，先將游碼移至零刻度線處，此時表針偏向分度盤兩側(cè)，則應(yīng)將平衡螺絲向調(diào)節(jié)．他發(fā)覺無論如何調(diào)節(jié)平衡螺絲，表針總略偏向分度盤右測，于是他在天平的左盤中倒入幾粒米后重新調(diào)節(jié)平衡并進行了檢測如圖所示質(zhì)量為6kg的物體，如圖所示．則豬肉的質(zhì)量61g（小于/等于/大于）．
3.【2015?昆山】在“用天平和燒杯檢測鹽水密度”的實驗中：將天平置于水平桌面上，把游碼移至標(biāo)尺上端0刻度線處，發(fā)覺表針指在分度盤的一側(cè)，應(yīng)將平衡螺絲向調(diào)，使天平橫梁平衡．
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