Question

19．惠玲同學做了“測食用油密度”的實驗，且其小組同學對她的實驗進行了評估與交流．
（1）惠玲同學實驗過程：
a．看到水平桌面上天平如圖所示，指針指到分度盤中央了．于是，她立即準備將空燒杯放在天平左盤開始測量．可組長馬上給她提示“等等…”．惠玲同學立即明白了，還應將天平的游碼移到標尺左端的零刻度線處，再調節(jié)平衡螺母，使指針指在分度盤的中線處；
b．用已調節(jié)平衡的天平測出空燒杯的質量m₁；
c．向燒杯內倒入適量食用油，測出燒杯和食用油的總質量m₂；
d．把燒杯內的食用油全部倒入量筒內，讀出量筒內食用油的體積為V；
e．測得的食用油密度的表達式是：ρ_油=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{V}$．
（2）小組中佳莉同學認為這樣操作過程還存在問題，猜想油倒入量筒內，倒不干凈，會影響實驗結果．于是，大家在各種規(guī)格的燒杯中倒入適量的食用油，放置一會兒，將全部的油沿杯口倒出，得到如下數(shù)據(jù)：

燒杯規(guī)格	500ml	250ml	100ml	50ml
空杯質量/g	146	100	46	34.5
杯和剩余油的質量/g	151	103	48.5	35.8

通過上述多次實驗，驗證了佳莉同學的猜想是正確（選填“正確”或“錯誤”）的．若實驗使用的是100ml的燒杯，則計算量筒中食用油的質量時，需要減2.5 g，否則其測得的密度值將會比實際值偏大  （選填“偏大”或“偏小”）．
（3）為了減小實驗誤差，請你改進惠玲同學測食用油密度不合理的操作：
a．用已調節(jié)平衡的天平測出燒杯的總質量m；
b．把燒杯內的食用油適量倒入量筒內，讀出量筒內食用油的體積V；
c．用天平測出燒杯和剩余油的總質量m′．

Answer 1

分析 （1）調節(jié)天平平衡時，要把游碼調到橫梁標尺的零刻度線處；已知燒杯的質量、燒杯和食用油的總質量，可以得到食用油的質量；已知食用油的質量和體積，利用ρ=$\frac{m}{V}$計算食用油的密度．
（2）已知100ml的空燒杯質量、燒杯和剩余油的質量，可以得到燒杯壁上沾有食用油的質量．利用ρ=$\frac{m}{V}$分析密度值的偏差時，從質量、體積是否變化、如何變化考慮．
（3）在能夠測量出食用油密度的前提下，實驗步驟的確定應有利于減小誤差．

解答 解：（1）a、在調節(jié)天平平衡時，應把游碼移到標尺左端的零刻度線處，然后再調節(jié)天平平衡；
e、食用油的密度為ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{V}$；
（2）100ml的燒杯沾有的食用油質量為m₀=48.5g-46g=2.5g；
因為在燒杯壁上沾有2.5g食用油，所以測量其它食用油質量時，測得的數(shù)值需要減去2.5g，才是食用油的實際質量，否則質量值偏大．由ρ=$\frac{m}{V}$知，在體積一定時，質量m偏大，所以密度值偏大．
（3）為減小油在燒杯壁上殘留造成的實驗誤差，實驗步驟為：
a、用已調節(jié)平衡的天平測出燒杯和油的總質量m；
b．把燒杯內的食用油適量倒入量筒內，讀出量筒內食用油的體積V；
c．用天平測出燒杯和剩余油的總質量m′
故答案為：（1）游碼移到標尺左端的零刻度線處；平衡螺母； $\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{V}$；（2）正確；2.5；偏大；（3）剩余油．

點評 實驗過程不可避免地存在誤差，我們在設計實驗時，應該考慮到導致誤差增大的因素，可能的情況下進行優(yōu)化設計，以達到減小誤差的目的．