Question

9．學(xué)完密度的知識(shí)后，小明想知道所喝的早餐奶的密度，于是和小剛到實(shí)驗(yàn)室，分別用不同的器材進(jìn)行了測(cè)量．
（1）小明利用天平（含砝碼）、量筒、燒杯測(cè)量早餐奶的密度過程如下：
①將天平放在水平桌面上，把游碼放輕輕地?fù)苤翗?biāo)尺左端的零刻線，穩(wěn)定時(shí)發(fā)現(xiàn)分度盤如左圖所示，要使橫梁水平平衡，應(yīng)將右側(cè)的平衡螺母往右（填：“左”或“右”）調(diào)．
②接下來進(jìn)行了以下四項(xiàng)操作，如右圖所示：
A．用天平測(cè)出空燒杯的質(zhì)量m₀；
B．將部分早餐奶倒入燒杯中，用天平測(cè)出燒杯和早餐奶的總質(zhì)量m₁=82.2g；
C．將燒杯中早餐奶的一部分倒入量筒，測(cè)出這部分早餐奶的體積V；
D．用天平測(cè)出燒杯和剩余早餐奶的總質(zhì)量m₂．
以上操作步驟中有一步是多余的，它是步驟A（選填步驟序號(hào)）．
③由圖可知待測(cè)的早餐奶的質(zhì)量為44g，體積為40cm³，早餐奶的密度為1.1　g/cm³

（2）小剛利用彈簧測(cè)力計(jì)，小石塊，燒杯，水，細(xì)線，測(cè)量早餐奶的密度，操作過程如下．請(qǐng)你將他的主要實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整（水的密度用ρ_水表示）
①用細(xì)線系好小石塊，掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，測(cè)出小石塊受到的重力為G；
②把小石塊浸沒在燒杯的水中，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F₁；
③把小石塊浸沒在燒杯的早餐奶中，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F₂
請(qǐng)你根據(jù)他測(cè)得的物理量計(jì)算出早餐奶的密度表達(dá)式ρ=$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}$ρ_水（用字母表示）．

Answer 1

分析 （1）①將天平放在水平桌面上，把游碼放輕輕地?fù)苤翗?biāo)尺左端的零刻線，按“左偏右調(diào)、右偏左調(diào)”的原則調(diào)節(jié)，使橫梁水平平衡；
②實(shí)驗(yàn)中只要能測(cè)出倒出早餐奶的質(zhì)量和體積，再根據(jù)密度公式就可以求出早餐奶的密度；
③用天平測(cè)量物體質(zhì)量時(shí)，物體的質(zhì)量等于砝碼總質(zhì)量加上游碼所對(duì)的刻度；早餐奶的質(zhì)量等于早餐奶和燒杯的總質(zhì)量減去剩余早餐奶和燒杯的質(zhì)量；讀出量筒內(nèi)早餐奶的體積，利用密度公式求早餐奶的密度；
（2）這個(gè)實(shí)驗(yàn)，是先利用稱重法測(cè)出石塊浸沒在水中受到的浮力，利用阿基米德原理求出石塊的體積，再利用稱重法測(cè)出石塊浸沒在早餐奶中受到的浮力，利用阿基米德原理求早餐奶的密度．

解答 解：
（1）①由圖知指針左偏，要使橫梁水平平衡，應(yīng)將右側(cè)的平衡螺母往右調(diào)．
②實(shí)驗(yàn)中用步驟B的示數(shù)減步驟D的示數(shù)，便為量筒中早餐奶的質(zhì)量，所以測(cè)量空燒杯的質(zhì)量是多余的，即A多余；
③由圖D可知，燒杯和剩余早餐奶的質(zhì)量為m₂=20g+10g+5g+3.2g=38.2g，
量筒中早餐奶的質(zhì)量m=m₁-m₂=82.2g-38.2g=44g，
由圖C可知，量筒中早餐奶的體積V=40mL=40cm³，
早餐奶的密度：
ρ═1.1g/cm³=1.1×10³㎏/m³．
（2）這個(gè)實(shí)驗(yàn)，是先利用稱重法測(cè)出石塊浸沒在水中受到的浮力，利用阿基米德原理求出石塊的體積，再利用稱重法測(cè)出石塊浸沒在早餐奶中受到的浮力，利用阿基米德原理求早餐奶的密度．
應(yīng)添加的實(shí)驗(yàn)步驟：
把小石塊浸沒在燒杯的早餐奶中，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F₂．
求解：
石塊浸沒在水中受到的浮力F_浮水=G-F₁，
由F_浮=ρ_水V_排g得石塊的體積：
V=V_排水=$\frac{{F}_{浮水}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{G-{F}_{1}}{{ρ}_{水}g}$，
石塊浸沒在早餐奶中受到的浮力：
F_奶水=G-F₂，
石塊排開早餐奶的體積：
V_排奶=V=$\frac{{F}_{浮水}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{G-{F}_{1}}{{ρ}_{水}g}$，
由F_浮=ρ_水V_排g得早餐奶的密度：
ρ=$\frac{{F}_{浮奶}}{{V}_{排}g}$=$\frac{G-{F}_{2}}{\frac{G-{F}_{1}}{{ρ}_{水}g}g}$=$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}$ρ_水．
故答案為：
（1）右；A；44；40；1.1；
（2）把小石塊浸沒在燒杯的早餐奶中，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F₂；$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}$ρ_水．

點(diǎn)評(píng) 本題利用兩種方法測(cè)量液體的密度，利用的測(cè)量工具不同、原理不同注意區(qū)分，第二種方法中，利用好稱重法測(cè)浮力是關(guān)鍵．