Question

13．在“測量鹽水密度”的實驗中，實驗用砝碼盒中配備有100g、50g、20g、10g、5g的砝碼．請?zhí)顚懴铝锌崭瘢?br />（1）小明同學(xué)進(jìn)行了下列實驗操作：
A．將燒杯中鹽水的一部分倒入量筒，測出這部分鹽水的體積V；
B．用天平測出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m_l；
C．用天平測出燒杯和剩余鹽水的總質(zhì)量m₂；
以上操作的正確順序是：BAC（填字母代號）．
（2）小明測量燒杯和鹽水的總質(zhì)量m1時，估計鹽水和燒杯的總質(zhì)量在150g左右．加砝碼時，用鑷子夾取100g、50g砝碼各1個放入右盤中，若指針右偏，則應(yīng)取下50g的砝碼，試加其它砝碼，同時調(diào)節(jié)游碼．
（3）如圖是小明同學(xué)在實驗操作過程中的情況．他的錯誤是：測量過程中調(diào)節(jié)平衡螺母．
（4）另一同學(xué)想測出某品牌牛奶的密度，為此他利用實驗臺上的天平、空飲料瓶、水、細(xì)線等物品來測量．其操作步驟是：
①用天平測出空飲料瓶的質(zhì)量m₁；
②在空飲料瓶中裝滿水，用天平測出瓶和水的總質(zhì)量m₂，計算水的體積V=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$（用測出物理量的字母表示，水的密度用ρ_水表示）；
③在空飲料瓶中裝滿牛奶，用天平測出瓶和牛奶的總質(zhì)量m₃；（說出具體方法和要測出的物理量并用字母表示）
④計算牛奶密度ρ=$\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{{m}_{2}-{m}_{1}}{ρ}_{水}$．（用測出的物理量的字母表示，水的密度用ρ_水表示）

Answer 1

分析 （1）合理的實驗順序可以減小測量時的誤差，并使操作簡便，從這一角度分析步驟的合理性；
（2）稱量過程中，用鑷子加取砝碼，從大到小，最后還要調(diào)節(jié)游碼；
（3）只能在調(diào)節(jié)天平的橫梁平衡時，調(diào)節(jié)天平的平衡螺母，稱量過程中絕對不能調(diào)節(jié)平衡螺母，只能通過加減砝碼或移動游碼使天平重新平衡；
（4）利用題目中所方法測牛奶密度，遇到的關(guān)鍵困難是要解決如何測牛奶的體積，這里是借助了水來進(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驗．

解答 解：（1）根據(jù)題意知：應(yīng)該先用天平測出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m_l；然后將燒杯中鹽水的一部分倒入量筒，測出這部分鹽水的體積V；用天平測出燒杯和剩余鹽水的總質(zhì)量m₂；根據(jù)密度公式ρ=$\frac{m}{V}$就能求出密度．所以實驗操作順序為BAC．
（2）稱量過程中，用鑷子加取砝碼，從大到小，最后還要調(diào)節(jié)游碼．所以，應(yīng)取下50g砝碼，試加上其它砝碼，并適時調(diào)節(jié)游碼；
（3）因為只能在調(diào)節(jié)天平的橫梁平衡時，調(diào)節(jié)天平的平衡螺母，稱量過程中絕對不能調(diào)節(jié)平衡螺母，只能通過加減砝碼或移動游碼使天平重新平衡．據(jù)圖所知小明同學(xué)在實驗操作過程中的情況．他的錯誤是：測量中不能調(diào)平衡螺母；
（4）沒有量筒的情況下測量液體的體積，可借助水的密度已知這一條件，用等量替代的方法得到液體體積；
②瓶中水的質(zhì)量：m_水=m₂-m₁，
由ρ=$\frac{m}{V}$得，
水的體積：V_水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$；
③為了測出與水同體積的牛奶，還需用這只瓶子再裝滿牛奶進(jìn)行測量，具體操作為：在空飲料瓶中裝滿牛奶，用天平計測出瓶和牛奶的總質(zhì)量m₃；
④牛奶的質(zhì)量：m_牛奶=m₃-m₁，牛奶的體積：V_牛奶=V_水=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$；
牛奶的密度ρ=$\frac{{m}_{牛奶}}{{V}_{牛奶}}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{\frac{{m}_{2}{m}_{1}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{{m}_{2}-{m}_{1}}{ρ}_{水}$．
故答案為：（1）BAC；（2）50；（3）測量中不能調(diào)平衡螺母；（4）②$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$；
③在空飲料瓶中裝滿牛奶，用天平測出瓶和牛奶的總質(zhì)量m₃；
④$\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{{m}_{2}-{m}_{1}}{ρ}_{水}$．

點評 （1）用天平和量筒來測液體的密度，是實驗室中最常用的方法，重點應(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、實驗步驟的合理安排以及實驗誤差的分析等．
（2）測量液體的密度時，為了減小誤差，不能采取先測量空燒杯的質(zhì)量的方法．