Question

5．小明想知道醬油的密度，于是他和小華用天平和量筒做了如下實(shí)驗(yàn)：
（1）將天平放在水平臺(tái)上，把游碼放在標(biāo)尺零刻度線處，發(fā)現(xiàn)指針指在分度盤的右側(cè)，要使橫梁平衡，應(yīng)將平衡螺母向左（選填“右”或“左”）調(diào)．
（2）用天平測(cè)出空燒杯的質(zhì)量為17g，在燒杯中倒入適量的醬油，測(cè)出燒杯和醬油的總質(zhì)量如圖甲所示，將燒杯中的醬油全部倒入量筒中，醬油的體積如圖乙所示，則燒杯中醬油的質(zhì)量為45g，醬油的密度為1.125×10³kg/m³．
（3）小明用這種方法測(cè)出的醬油密度會(huì)偏大（選填“偏大”或“偏小”）．
（4）他們利用彈簧測(cè)力計(jì)、空飲料瓶、水、細(xì)線等物品又設(shè)計(jì)了另一種測(cè)量醬油密度的方法．其操作步驟是：
①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出空飲料瓶的重力G₁；
②在空飲料瓶中裝滿水，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出瓶和水的總重力G₂；
③在空飲料瓶中裝滿醬油，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出瓶和醬油的總重力G₃；（說(shuō)出具體方法和要測(cè)出的物理量并用字母表示）
④計(jì)算醬油密度ρ=$\frac{{G}_{3}-{G}_{1}}{{G}_{2}-{G}_{1}}{ρ}_{水}$．（用測(cè)出的物理量的字母表示，水的密度ρ_水已知）

Answer 1

分析 （1）天平在調(diào)節(jié)時(shí)應(yīng)先將游碼移至標(biāo)尺的零刻線處，再調(diào)節(jié)平衡螺母．
（2）明確天平標(biāo)尺的分度值，由m_物=m_砝碼+m_游碼計(jì)算燒杯和剩余醬油的質(zhì)量，從而得到倒入量筒中醬油的質(zhì)量，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算醬油的密度；
（3）在測(cè)液體密度時(shí)，玻璃容器中的液體向外倒的過(guò)程中，容器壁一定要粘液體，所以不能全部倒出，將會(huì)帶來(lái)實(shí)驗(yàn)誤差，明確對(duì)體積測(cè)量結(jié)果的影響，進(jìn)一步判斷對(duì)密度測(cè)量結(jié)果的影響；
（4）利用題目中所方法測(cè)醬油密度，遇到的關(guān)鍵困難是要解決如何測(cè)醬油的體積，這里是借助了水來(lái)進(jìn)行等效替代．因此，按照這一思路結(jié)合密度的公式可完成本實(shí)驗(yàn)．

解答 解：（1）使用天平時(shí)，首先把天平放在水平臺(tái)上，把游碼移到標(biāo)尺左端的零刻度．然后調(diào)節(jié)平衡螺母，使天平橫梁平衡．使天平橫梁平衡，在調(diào)節(jié)天平平衡時(shí)指針指在分度盤右邊的位置，他應(yīng)該將平衡螺母向左移動(dòng)；
（2）由圖甲所示可知，燒杯和剩余醬油的總質(zhì)量：m_總=50g+10g+2g=62g，
燒杯中醬油的質(zhì)量：m=m_總-m_杯=62g-17g=45g，
由圖乙所示量筒可知，醬油的體積：V=40ml=40cm³，
醬油的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{45g}{40c{m}^{3}}$=1.125g/cm³=1.125×10³kg/m³；
（3）小明不可能把燒杯內(nèi)的醬油全部倒入量筒內(nèi)，導(dǎo)致測(cè)量的醬油的體積偏小，由公式ρ=$\frac{m}{V}$知：密度測(cè)量結(jié)果偏大；
（4）根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可得醬油的體積：V_醬油=V_水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{\frac{{G}_{水}}{g}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{G}_{2}-{G}_{1}}{{ρ}_{水}g}$；
③為了測(cè)出與水同體積的醬油，還需用這只瓶子再裝滿醬油進(jìn)行測(cè)量，具體操作為：在空飲料瓶中裝滿醬油，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出瓶和醬油的總重力G₃；
則醬油的質(zhì)量：m_醬油=G₃-G₁，
④醬油的密度ρ=$\frac{{m}_{醬油}}{{V}_{醬油}}$=$\frac{\frac{{G}_{3}-{G}_{1}}{g}}{\frac{{G}_{2}-{G}_{1}}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{{G}_{3}-{G}_{1}}{{G}_{2}-{G}_{1}}{ρ}_{水}$．
故答案為：（1）標(biāo)尺零刻度線；左；（2）45；1.125×10³；（3）偏大；（4）在空飲料瓶中裝滿醬油，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出瓶和醬油的總重力G₃；$\frac{{G}_{3}-{G}_{1}}{{G}_{2}-{G}_{1}}{ρ}_{水}$．

點(diǎn)評(píng) （1）用天平和量筒來(lái)測(cè)液體的密度，是實(shí)驗(yàn)室中最常用的方法，重點(diǎn)應(yīng)掌握天平的調(diào)節(jié)與使用方法、量筒的讀數(shù)、密度公式的運(yùn)用、實(shí)驗(yàn)步驟的合理安排以及實(shí)驗(yàn)誤差的分析等．
（2）測(cè)量液體的密度時(shí)，為了減小誤差，不能采取先測(cè)量空燒杯的質(zhì)量的方法．