Question

10．學習了密度知識后，同學們準備測量酸奶的密度，選取的器材有量筒、天平（帶砝碼）、燒杯．并進行了以下的實驗：
（1）把天平放在水平桌面上，將游碼移至零刻度處，然后調(diào)節(jié)平衡螺母，使天平橫梁平衡．若橫梁靜止時，指針指在分度盤中央刻度線的右側(cè)，如圖所示，為使橫梁在水平位置平衡，應(yīng)將橫梁右端的平衡螺母向左端移動．
（2）有兩位同學分別設(shè)計了一種測量酸奶密度的實驗方案：
方案一：①用調(diào)好的天平測出空燒杯的質(zhì)量m₁；②向燒杯中倒入一些酸奶，測出它們的總質(zhì)量m₂；則這些酸奶的質(zhì)量為m₂-m₁；③再將燒杯中酸奶倒入量筒中，測出酸奶的體積V；④計算出酸奶的密度ρ=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{V}$．
方案二：①用調(diào)好的天平測出裝有適量酸奶的燒杯的總質(zhì)量m₁；②將燒杯中的一部分酸奶倒入量筒中，記下量筒中酸奶的體積V；③測出燒杯和剩余酸奶的總質(zhì)量m₂；④計算出酸奶的密度ρ=$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{V}$．
（3）在分析與交流中發(fā)現(xiàn)：方案一中測量體積偏小，測出密度偏大．（選填“大”、或“小”）

Answer 1

分析 （1）天平的正確使用：①放：把天平放到水平桌面上；②移；把游碼移到標尺左端零刻線處；③調(diào)：調(diào)節(jié)平衡螺母，使指針指在分度盤的中線處．
（2）方案一：已知燒杯的質(zhì)量以及倒入酸奶后的總質(zhì)量，兩者之差就是酸奶的質(zhì)量，從而得到酸奶密度；
方案二：已知燒杯和酸奶的總質(zhì)量和倒入量筒后剩余的酸奶和燒杯的質(zhì)量，兩者之差就是倒入量筒的酸奶的質(zhì)量，從而得到酸奶密度；
（3）測量結(jié)果的偏差，從測量過程在是否存在明顯不合理的操作分析，密度大小的偏差從測量的物理量是否精確考慮．

解答 解：
（1）把天平放在水平桌面上，將游碼移至零刻度處，然后調(diào)節(jié)平衡螺母，使天平橫梁平衡．若橫梁靜止時，指針指在分度盤中央刻度線的右側(cè)，為使橫梁在水平位置平衡，應(yīng)將橫梁右端的平衡螺母向左端移動．
（2）方案一：酸奶的質(zhì)量等于倒入酸奶后的總質(zhì)量與燒杯的質(zhì)量之差，即：m₂-m₁；
酸奶密度：ρ=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{V}$；
方案二：酸奶的質(zhì)量等于酸奶的燒杯的總質(zhì)量m₁和燒杯和剩余酸奶的總質(zhì)量m₂質(zhì)量之差，
酸奶的密度ρ=$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{V}$；
（3）方案一中，將酸奶倒入量筒時，由于燒杯壁上不可避免地沾有部分酸奶，導(dǎo)致用量筒測出的酸奶體積偏小；
在質(zhì)量一定時，由ρ=$\frac{m}{V}$知，體積偏小，所以密度偏大．
故答案為：（1）水平桌面上；平衡螺母；左；（2）m₂-m₁；$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{V}$；$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{V}$；（3）小；大．

點評 本題是測液體密度的實驗，考查天平的使用和實驗誤差的分析．實驗過程不可避免地存在誤差，我們在設(shè)計實驗時，應(yīng)該考慮到導(dǎo)致誤差增大的因素，可能的情況下進行優(yōu)化設(shè)計，以達到減小誤差的目的．