解题思路:若将两个试管分别放在托盘天平的托盘上,注入等量的水(水量要足够没过待测量的物体),此时天平应该是平衡的,将固体放入左盘试管的水中,左盘液面上升的体积等于固体的体积V,在右盘的试管中加水,直到天平重新平衡,则加入水的质量等于固体质量m,利用ρ=[m/V]能求出固体的密度;
因为弹簧的相邻圆环的间距是均匀的,设计用弹簧的圆环个数表示两试管中水面上升的高度,从而制作出一个可以粗略测量小固体块密度大小的装置.
根据分析答案为:
(1)装置:如图所示,调节天平平衡,两试管中装入相同质量的水,放在天平的左右盘上,将弹簧标注若干等份刻度,单位为g/cm3,并将其固定在天平中间,使其下端与试管中的水面相平.
(2)刻度原理:①将被测固体放入左盘试管,液面上升的高度为h左;
②在右盘试管中加入适量的水,使天平重新平衡,液面上升的高度为h右;
③天平两端增加的质量相等,
即m固=m水加,
∴ρ固V固=ρ水V水加,
ρ固Sh左=ρ水Sh右,
∴ρ固=
h右
h左ρ水.
(3)使用步骤:①将被测固体放入左盘试管的水中;
②在右盘试管中加入适量的水,使天平重新平衡;
③将弹簧上端拉伸或压缩,使弹簧上示数为“1”的位置与左盘试管液面相平;
④此时右盘试管中的液面对准的弹簧示数就是被测固体的密度,如:对准示数“3”,则ρ固=3g/cm3.
点评:
本题考点: 天平的使用;固体的密度测量实验.
考点点评: 设计与制作题一般难度较大,先要根据给出的器材,进行原理分析找到解决问题的途径,大胆设计并写出实验步骤.