Question

15．小明和小紅在實(shí)驗(yàn)室做“測(cè)量鹽水密度”的實(shí)驗(yàn)．
小明將天平放在水平桌面上，游碼置于標(biāo)尺的零刻度線處．

（1）發(fā)現(xiàn)分度盤的指針偏左，則需向右調(diào)節(jié)平衡螺母使天平平衡；
（2）在燒杯中倒入適量鹽水，稱出燒杯與鹽水的總質(zhì)量為75g；
（3）將燒杯中一部分鹽水倒入量筒中（如圖所示），則量筒內(nèi)鹽水的體積是20cm³．再稱量燒杯呢剩余鹽水的總質(zhì)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)加減砝碼總不能使天平平衡，這時(shí)應(yīng)移動(dòng)游碼使天平平衡；
（4）當(dāng)天平再次平衡時(shí)，盤中砝碼及游碼的位置如圖所示，則鹽水的密度時(shí)1.05×10³kg/m³．
（5）小紅實(shí)驗(yàn)時(shí)沒有使用量筒，使用天平、水（p_水已知）．鹽水和燒杯，也測(cè)出了鹽水的密度．請(qǐng)你完成她剩余的步驟
①稱出空燒杯的質(zhì)量為m₁；
②往空燒杯內(nèi)倒入水至標(biāo)記線，稱出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m₂；
③將水倒掉擦干后，再往燒杯里倒入鹽水至標(biāo)記線，稱出燒杯和鹽水的總質(zhì)量為m₃；
④則鹽水的密度表達(dá)式：ρ_鹽水=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{m}_{3}-m1}$•ρ_水．

Answer 1

分析 （1）托盤天平使用時(shí)，首先要調(diào)節(jié)橫梁平衡，根據(jù)調(diào)節(jié)橫梁平衡的原則，即可確定怎樣移動(dòng)平衡螺母．
（3）量筒分度值為10ml，平視液面最低處讀數(shù)；測(cè)量過(guò)程中，天平不平衡首先通過(guò)增減砝碼來(lái)解決，然后通過(guò)調(diào)節(jié)游碼達(dá)到平衡．
（4）天平的分度值是0.2g，讀數(shù)為砝碼質(zhì)量加游碼對(duì)應(yīng)的刻度值．已知鹽水的體積和質(zhì)量，利用$ρ=\frac{m}{V}$計(jì)算密度；
（5）實(shí)驗(yàn)時(shí)沒有使用量筒，難點(diǎn)是鹽水體積的測(cè)量，因?yàn)樗�的密度一定，可想辦法利用天平測(cè)出水的質(zhì)量，利用密度公式求得水的體積，進(jìn)而得到鹽水的體積．

解答 解：（1）根據(jù)調(diào)節(jié)橫梁平衡的原則：橫梁向右傾斜向左調(diào)節(jié)平衡螺母，橫梁向左傾斜向右調(diào)節(jié)平衡螺母．
由題意知，指針指向分度盤的左側(cè)，說(shuō)明橫梁向左傾斜，所以要向右調(diào)節(jié)平衡螺母．
（3）由圖1可知，量筒內(nèi)鹽水的體積是20mL=20cm³．
在測(cè)量燒杯和剩余鹽水質(zhì)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)加減砝碼總不能使天平平衡，這時(shí)應(yīng)移動(dòng)游碼使橫梁平衡；
（4）由圖2可知，燒杯和剩余鹽水的總質(zhì)量為m₂=50g+4g=54g，
量筒中鹽水的質(zhì)量為m=m₁-m₂=75g-54g=21g，
鹽水的密度為：
$ρ=\frac{m}{V}$=$\frac{21g}{20c{m}^{3}}$=1.05g/cm³=1.05×10³kg/m³．
（5）②往空燒杯內(nèi)倒入水至標(biāo)記線，稱出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m₂，
則水的質(zhì)量為m_水=m₂-m₁，
由$ρ=\frac{m}{V}$可得，水的體積：
V_水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$，
鹽水的體積等于水的體積，即V_鹽水=V_水=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$，
鹽水的質(zhì)量：
m=m₃-m₁，
則鹽水的密度：
ρ_鹽水=$\frac{m}{{V}_{鹽水}}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{m}_{3}-m1}$•ρ_水．
故答案為：（1）右；（3）20；游碼；（4）1.05×10³；（5）②往空燒杯內(nèi)倒入水至標(biāo)記線，稱出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m₂；④$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{m}_{3}-m1}$•ρ_水．

點(diǎn)評(píng) 本題目是測(cè)定密度的常規(guī)實(shí)驗(yàn)題，主要考查天平、量筒的讀數(shù)及密度的基本計(jì)算，天平和量筒是初中物理中基本的測(cè)量工具，放、調(diào)、稱、讀等都是基本的知識(shí)要求，必須掌握扎實(shí)牢固．