【分析】(1)使用天平之前,首先把天平放在水平台上,游码移到标尺左端的零刻度线处,然后调节平衡螺母使天平的横梁平衡,平衡螺母向上翘的一端移动;
(2)用天平来测量物体的质量时,物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值;
(3)玉石的体积等于量筒中增加水的体积,根据密度的计算公式ρ=
即可求出玉石的密度;
(4)根据阿基米德原理可知,将拴着细线的玉石浸没在左盘烧杯的水中时,玉石受到的浮力大小,根据F
浮=ρ
液gV排求出玉石浸没在水中时排开水的体积;
将玉石直接放在左盘烧杯的水中时,用量筒继续向右盘的烧杯中加水,直到天平平衡,再次加入水的体积为V2,此时天平两侧的重力大小相等,右侧增加的水的重力等于玉石的重力,据此求出玉石受到的重力,根据G=mg求出玉石的质量,根据密度公式求出玉石的密度。
【解答】解:(1)使用天平之前,首先把天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端的零刻度线处,由题意可知,发现指针偏向分度盘的左侧,所以平衡螺母向右调节,使天平平衡;
(2)由图甲可知,天平的分度值为0.2g,则玉石的质量:m=20g+10g+2.2g=32.2g;
(3)玉石的体积等于量筒中水增加的体积:V=64mL﹣50mL=14mL=14cm
3,
玉石的密度:ρ=
=
=2.3g/cm
3=2.3×10
3kg/m3;
(4)②将拴好细线的玉石缓慢浸没在左盘烧杯的水中(不接触烧杯底),用量筒向右盘的烧杯中加水直到横梁在水平位置恢复平衡,记录加水的体积为V1,此时天平两侧的重力大小相等,右侧增加的水的重力等于玉石排开水的重力,
由阿基米德原理可知,将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中时,玉石受到的浮力:
F
浮=G
排水=m排水g=ρ
水V1g,
因为F
浮=ρ
液gV排,
所以有ρ
液gV排=ρ
水V1g,
即V排=V1,
因为此时玉石浸没在水中,所以玉石的体积:V=V排=V1,
③让玉石缓慢沉入到水底,松开细线,用量筒继续向烧杯中加水直到横梁再次在水平位置恢复平衡,记录再次加入水的体积为V2,此时天平两侧的重力大小相等,右侧增加的水的重力等于玉石的重力,
则玉石的重力:G=G水=m
水g=ρ
水gV水=ρ
水g(V1+V2),
玉石的质量:m=
=
=ρ
水(V1+V2),
玉石的密度:ρ=
=
。
故答案为:(1)零刻度线;右( 2)32.2;( 3)2.3×10
3;(4)③用量筒继续向烧杯中加水;④
。
【点评】本题用两种方法测定一块玉石的密度,考查天平的使用与读数、量筒的读数、密度公式、重力公式和阿基米德原理的应用,通过此题我们应该学会一种利用等效替代来间接求物体体积的方法。