Question

5．中國(guó)80后小伙楊光碩想知道家鄉(xiāng)的土雞蛋與普通雞蛋的密度是不是一樣大，他找來(lái)一架天平和一盒砝碼，但缺少量筒，于是又找來(lái)一個(gè)燒杯、膠水滴管和一些水．他利用這些儀器測(cè)量土雞蛋的密度，請(qǐng)你和他一起完成實(shí)驗(yàn)．
（1）把天平放在水平臺(tái)上，把游碼放到標(biāo)尺左端的零刻線處，觀察到指針如圖所示，向右（填“左”或“右”）調(diào)節(jié)天平的平衡螺母直到橫梁平衡，用調(diào)節(jié)好的天平測(cè)出一顆土雞蛋的質(zhì)量m ₀．
（2）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(cè)出燒杯和水的總質(zhì)量m₁；
（3）把土雞蛋輕輕放在裝有水的燒杯中，倒出超過(guò)標(biāo)記處的水，并用膠頭滴管使燒杯中的水面恰好到標(biāo)記處，再用天平測(cè)量此時(shí)燒杯、水和土雞蛋的總質(zhì)量m₂；
（4）土雞蛋的密度表達(dá)式是 ρ=$\frac{{m}_{0}}{{m}_{0}+{m}_{1}+{m}_{2}}$ρ_水（用所測(cè)量的物理量符號(hào)表示，水的密度ρ_水）．實(shí)驗(yàn)后，有同學(xué)發(fā)現(xiàn)土雞蛋會(huì)吸水性，則所測(cè)量的密度值將偏大（選填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

分析 （1）天平的使用方法：分別是“放”、“調(diào)”、“測(cè)”、“記”．
“放”：將天平放在水平臺(tái)上，游碼放在標(biāo)尺左端的零刻線處；
“調(diào)”：調(diào)節(jié)橫梁上的平衡螺母，使指針指在分度盤(pán)的中央；
“測(cè)”：把被測(cè)物體放在天平的左盤(pán)，用鑷子向右盤(pán)中加減砝碼，并且調(diào)節(jié)游碼在標(biāo)尺上的位置，直到橫梁重新平衡；
“記”：這時(shí)，右盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量加上游碼所對(duì)的刻度值，就是左盤(pán)中物體的質(zhì)量．
（4）根據(jù)雞蛋的體積等于排開(kāi)水的體積計(jì)算得出，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(píng)估實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，重點(diǎn)分析體積和質(zhì)量在測(cè)量過(guò)程中，哪些環(huán)節(jié)容易產(chǎn)生誤差，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響會(huì)怎樣．

解答 解：（1）天平使用方法：把天平放在水平臺(tái)上，把游碼放在標(biāo)尺左端的零刻度線處．調(diào)節(jié)橫梁兩端的平衡螺母，使指針指在分度盤(pán)中央，這時(shí)橫梁平衡．
（4）由題意知，雞蛋的體積等于倒出燒杯中水的體積，由ρ=$\frac{m}{V}$得：V=V_排=$\frac{{m}_{排水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{0}+{m}_{1}+{m}_{2}}{{ρ}_{水}}$；
雞蛋的密度ρ=$\frac{{m}_{0}}{V}$=$\frac{{m}_{0}}{\frac{{m}_{0}+{m}_{1}+{m}_{2}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{0}}{{m}_{0}+{m}_{1}+{m}_{2}}$ρ_水；
首先用調(diào)節(jié)好的天平測(cè)出一顆土雞蛋的質(zhì)量m₀，質(zhì)量測(cè)量準(zhǔn)確，但在測(cè)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，導(dǎo)致測(cè)出的體積偏小，密度偏大．
故答案為：（1）水平；零刻度；右；（4）$\frac{{m}_{0}}{{m}_{0}+{m}_{1}+{m}_{2}}$ρ_水；偏大．

點(diǎn)評(píng) 此題是測(cè)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(cè)量是難點(diǎn)．要掌握兩種測(cè)量體積的方法，特別是利用阿基米德原理測(cè)量物體的體積更為重點(diǎn)．