Question

10．小明和小紅想測量某種液體的密度．
（1）小明的測量過程：
①先將天平放在水平桌面上，并將游碼移至標(biāo)尺左端的零刻線處，發(fā)現(xiàn)指針偏向分度盤中央刻度線右側(cè)，他應(yīng)該向左（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)平衡螺母，直至指針指在分度盤中央刻度線．
②向燒杯中倒入適量液體，用天平測出燒杯和液體的總質(zhì)量m₁=32.4g（如圖甲）；
③將燒杯中的部分液體倒入量筒中，用天平測出燒杯和剩余液體的質(zhì)量m₂（如圖乙）；
④倒入量筒中液體的體積V=20mL（如圖丙）．
由以上數(shù)據(jù)可以得到液體的密度ρ_液=0.8×10³kg/m³．
（2）小紅用水、金屬塊（密度大于水和被測液體密度）、燒杯、彈簧測力計等也測得了該液體的密度，如圖丁所示：
①用細(xì)線系住金屬塊，并掛在彈簧測力計下，測得其重力為G；
②用彈簧測力計拉住金屬塊使其浸沒在水中，測得拉力為F₁；
③用彈簧測力計拉住金屬塊使其浸沒在待測液體中，測得拉力為F₂．
由以上測得物理量得出液體密度的表達(dá)式ρ_液=$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}$ρ_水（水的密度用ρ_水表示）．

Answer 1

分析 （1）①調(diào)節(jié)天平時應(yīng)先將游碼移至標(biāo)尺的零刻線處，調(diào)節(jié)平衡螺母時應(yīng)向指針偏轉(zhuǎn)的對側(cè)移動；
②讀取天平示數(shù)時應(yīng)將砝碼與游碼的示數(shù)相加．
④由圖丙讀出量筒內(nèi)液體的體積，計算出量筒內(nèi)液體的質(zhì)量，利用密度公式求出液體的密度．
（2）金屬塊浸沒在待測液體中時，排開液體的重為金屬塊排開的水的重力．
利用稱重法求金屬塊全浸入水中受到水的浮力，金屬塊浸沒在待測液體中時，V_排=V_金屬塊，再利用F_浮=ρ_液gV_排公式變形可求得液體的密度．

解答 解：（1）①在調(diào)節(jié)天平時，應(yīng)將游碼放在標(biāo)尺的零刻線處．指針偏右，說明右側(cè)質(zhì)量偏大，應(yīng)將平衡螺母向左移動．
②由甲圖可知，燒杯和液體的總質(zhì)量m₁=20g+10g+2.4g=32.4g，
④圖丙中量筒的分度值為1ml，量筒內(nèi)液體的體積V=20ml=20cm³，
由圖乙可知，燒杯和剩余液體的質(zhì)量m₂=10g+5g+1.4g=16.4g，
量筒內(nèi)液體的質(zhì)量m=m₁-m₂=32.4g-16.4g=16g，
液體的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{16g}{20c{m}^{3}}$=0.8g/cm³=0.8×10³kg/m³；
（2）用細(xì)線系住金屬塊，用彈簧測力計測出金屬塊受到的重力G；
用彈簧測力計測出金屬塊浸沒在水中時受到的拉力F₁，
金屬塊在水中受到的浮力為F_浮=G-F₁；
由F_浮=ρ_液gV_排公式變形可得，V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{G-{F}_{1}}{{ρ}_{水}g}$，
用彈簧測力計測出金屬塊浸沒在待測液體中受到的拉力F₂；
金屬塊浸沒在待測液體中時，V_排=V_金屬塊，
金屬塊在液體中受到的浮力為F_浮液=G-F₂
液體的密度為ρ_液=$\frac{{F}_{浮液}}{Vg}$=$\frac{G-{F}_{2}}{\frac{G-{F}_{1}}{{ρ}_{水}g}×g}$=$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}$ρ_水．
故答案為：（1）①零刻線；②32.4；④20；0.8×10³；（2）③浸沒；$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}$ρ_水．

點(diǎn)評 本題有一定的難度，既考查了常規(guī)的密度測量方法，又考查了利用阿基米德原理和浮力的知識間接測量密度，重點(diǎn)是利用稱重法求浮力的大小，再根據(jù)重力求出質(zhì)量，根據(jù)浮力求出體積，最后根據(jù)密度公式求出密度的大�。�