Question

14．小明購買了土雞蛋，與學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們一起測量土雞蛋的密度，他們找來一架天平和一盒砝碼，但缺少合適的量筒，于是又找來一個(gè)燒杯，一個(gè)膠頭滴管和足量水，他們利用這些儀器測量土雞蛋的密度．
（1）把天平放在水平臺上，把游碼放到標(biāo)尺左端的零刻度線處，此時(shí)觀察到分度盤的指針向左偏，則應(yīng)向右側(cè)移動天平的平衡螺母，直到指針指在分度盤中央，表示天平平衡，用調(diào)節(jié)好的天平測出一顆土雞蛋的質(zhì)量m₀．
（2）如圖所示，小明設(shè)計(jì)的測土雞蛋體積的步驟如下：
①在燒杯中裝入適量的水，并在水面的位置做好標(biāo)記，用天平測出燒杯和水的總質(zhì)量m₁；
②把土雞蛋輕輕放在裝有水的燒杯中，倒出超過標(biāo)記處的水，使用膠頭滴管使燒杯中的水面恰好到標(biāo)記處，再用天平測量此時(shí)燒杯、水和土雞蛋的總質(zhì)量m₂；
（3）土雞蛋的密度的表達(dá)式為ρ=$\frac{{m}_{0}{ρ}_{水}}{{m}_{0}+{m}_{1}-{m}_{2}}$（用所測量的物理量符號和水的密度ρ_水表示）．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，有同學(xué)發(fā)現(xiàn)土雞蛋具有一定吸水性，則所測量的密度值將偏大（選填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

分析 （1）天平使用前的調(diào)節(jié)：若指針左偏，向右調(diào)平衡螺母，使指針指在分度盤的中線處；
（2）根據(jù)雞蛋的體積等于排開燒杯中水的體積計(jì)算得出；
（3）依據(jù)公式為V=$\frac{m}{ρ}$，根據(jù)公式ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算出雞蛋的密度；
評估實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，重點(diǎn)分析體積和質(zhì)量在測量過程中，哪些環(huán)節(jié)容易產(chǎn)生誤差，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響會怎樣．

解答 解：
（1）調(diào)節(jié)天平橫梁平衡時(shí)，指針偏向分度盤的左側(cè)，此時(shí)應(yīng)該將右邊的平衡螺母向右移動，直到指針指在分度盤的中央；
（2）由題意知，雞蛋的體積等于燒杯中倒出水的體積，所以，第2步操作為：
②把土雞蛋輕輕放在裝有水的燒杯中，倒出超過標(biāo)記處的水，使用膠頭滴管使燒杯中的水面恰好到標(biāo)記處，再用天平測量此時(shí)燒杯、水和土雞蛋的總質(zhì)量m₂；
（3）由ρ=$\frac{m}{V}$得雞蛋的體積：
V=V_排=$\frac{{m}_{排}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{0}+{m}_{1}-{m}_{2}}{{ρ}_{水}}$；
則雞蛋的密度：
ρ=$\frac{{m}_{0}}{V}$=$\frac{{m}_{0}}{\frac{{m}_{0}+{m}_{1}-{m}_{2}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{0}{ρ}_{水}}{{m}_{0}+{m}_{1}-{m}_{2}}$；
先用調(diào)節(jié)好的天平測出一顆土雞蛋的質(zhì)量m₀，測出雞蛋的質(zhì)量準(zhǔn)確，但在測量土雞蛋的體積時(shí)，因?yàn)橥岭u蛋有一定吸水性，使水面下降，倒出水的體積偏小，導(dǎo)致測出的體積偏小，密度偏大．
故答案為：（1）右；平衡螺母；分度盤中央；
（2）使燒杯中的水面恰好到標(biāo)記處；
（3）$\frac{{m}_{0}{ρ}_{水}}{{m}_{0}+{m}_{1}-{m}_{2}}$；偏大．

點(diǎn)評 此題是測量固體物體的密度實(shí)驗(yàn)，考查了等效替代法的應(yīng)用，其中有關(guān)天平的讀數(shù)及密度的計(jì)算是基礎(chǔ)，有關(guān)物體體積的測量是難點(diǎn)．要掌握兩種測量體積的方法，特別是利用阿基米德原理測量物體的體積更為重點(diǎn)．