解题思路:(1)可以利用两次细杆平衡解决矿石的质量问题,
第一次平衡:在已经调节好的等臂细杆上,空量杯放在右盘,在左盘放适量的细砂,空量杯质量=细砂质量.
第二次平衡:在第一次天平平衡的基础上,在左盘再放上小矿石,在右盘的空量杯中慢慢加水,直至天平再次平衡.
空量杯质量+水质量=细砂质量+矿石质量.水质量=矿石质量
(2)利用一般的方法测量矿石的体积,在量杯中装适量的水,记录此时量杯中水的体积,将小矿石放入量杯中,记录此时量杯中水的体积.求出矿石体积.
(3)求得质量和体积,根据密度公式计算矿石的密度.
答:(1)实验步骤:
①用细线将细棒悬挂在铁架台上,将吊盘分别挂在细棒的两端,并将量杯放在一吊盘内,移动细线在细棒上的位置使细棒在水平位置上平衡
②将小矿石放在有量筒杯吊盘中,在另一盘中放细沙,使杠杆再次在水平位置平衡.
③将小矿石从吊盘中取下,向量杯中注水,直至使杠杆又一次平衡.测出水的体积V1,而小矿石的质量等于水的质量,即:m石=m水=ρ水V1,
④将量杯从吊盘中取下,再向量杯中注入一些水,测出这时水的体积V2.将矿石浸没在量杯的水中,记下水面所对的刻度V3
⑤需要测量的物理量,矿石质量:m石=m水=ρ水V1,矿石体积:V石=V3-V2,
(2)ρ石=
m石
V石=
ρ水V1
V3−V2.
点评:
本题考点: 设计实验测密度.
考点点评: 本题在无天平的情况下,采用两次细杆平衡,两次质量相等,求得矿石的质量,自制器材测质量,有新意.