Question

11．小紅想利用天平和量筒等工具測量蠟塊的密度．
（1）小紅把天平放在水平桌面上，將標(biāo)尺上的游碼移到標(biāo)尺左端的零刻度線處，發(fā)現(xiàn)指針如圖1所示；則接下來的操作應(yīng)是：將平衡螺母向左調(diào)節(jié)，直到指針對準(zhǔn)分度盤的中央．接著將蠟塊放在左盤，通過增減砝碼，并調(diào)節(jié)游碼使天平恢復(fù)平衡時，右盤中的砝碼及游碼在標(biāo)尺上的位置如圖2所示，則蠟塊的質(zhì)量是18.6g；
（2）測量蠟塊體積的過程如圖3所示，多余的步驟是：甲（選填“甲”、“乙”或“丙”）．
蠟塊的體積是20cm³；計算得到蠟的密度是0.93×10³kg/m³．

（3）測完蠟塊的密度后，接著小紅又設(shè)計了一種測量酸奶密度的實驗方案：
A．用調(diào)好的天平測出空燒杯的質(zhì)量m₁；
B．向燒杯中倒入一些酸奶，測出它們的總質(zhì)量m₂；
C．再將燒杯中酸奶倒入量筒中，測出酸奶的體積V；
D．計算出酸奶的密度ρ．
小紅這種方案由于測量體積偏小，會導(dǎo)致測出的密度偏大．（選填“大”、或“小”）．

Answer 1

分析 （1）使用天平方法：①天平放在水平臺上，游碼移動到標(biāo)尺左端的零刻度；②調(diào)節(jié)平衡螺母使指針指到分度盤的中央位置；③物體放在天平的左盤，砝碼放在天平的右盤；天平重新平衡，物體的質(zhì)量=砝碼的質(zhì)量+游碼對應(yīng)的刻度值．弄清楚量筒的分度值再根據(jù)液面對應(yīng)的刻度去讀數(shù)．
（2）由于蠟塊是不沉于水的，在測量其體積時要使用重物助沉法幫助測量體積．即先測出水和重物的體積，再將蠟塊和重物系好共同放入水中，測量出它們的總體積，最后用總體積減去水和重物的體積，就是蠟塊的體積，最后由質(zhì)量和體積計算密度．
（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）用天平之前首先調(diào)節(jié)天平，將游碼移到標(biāo)尺最左端零刻度線處，再調(diào)節(jié)橫梁上的平衡螺母直到指針指在分度盤的中線處，表明橫梁平衡；
指針右偏說明右端下沉，左端上翹，平衡螺母向左移動，使指針指到分度盤的中央位置．
蠟塊的質(zhì)量m=10g+5g+3.6g=18.6g．
（2）實驗步驟中測蠟塊的體積時，由于蠟塊漂浮在水面上，要使蠟塊浸入水中可采用重物助沉法進行．但不需要單獨測量水的體積，只需第一步測出水和重物的體積即可，再測出水、重物、蠟塊的總體積，就能算出蠟塊的體積．因此水的體積不需要測出，故多余的步驟是甲．
蠟塊的體積：V=80ml-60ml=20ml=20cm³，
則蠟塊的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{18.6g}{20c{m}^{3}}$=0.93g/cm³=0.93×10³kg/m³．
（3）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��；
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）零刻度線；左；18.6；（2）甲；20；0.93×10³；（3）��；大．

點評 對于小于水的固體，用量筒測量固體的體積時，采用針壓法和金屬塊下墜的方法，是比較常見的，一定要掌握．