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驗：
（1）將天平放在水平臺上，把游碼放在標尺零刻度線處，發(fā)現(xiàn)指針指在分度盤的右側，要使橫梁平衡，應將平衡螺母向左（選填“右”或“左”）調．
（2）用天平測出空燒杯的質量為17g，在燒杯中倒入適量的醬油，測出燒杯和醬油的總質量如圖甲所示，將燒杯中的醬油全部倒入量筒中，醬油的體積如圖乙所示，則燒杯中醬油的質量為45g，醬油的密度為1.125×10³kg/m³．
（3）小明用這種方法測出的醬油密度會偏大（選填“偏大”或“偏小”）．
（4）他們利用彈簧測力計、空飲料瓶、水、細線等物品又設計了另一種測量醬油密度的方法．其操作步驟是：
①用彈簧測力計測出空飲料瓶的重力G₁；
②在空飲料瓶中裝滿水，用彈簧測力計測出瓶和水的總重力G₂；
③在空飲料瓶中裝滿醬油，用彈簧測力計測出瓶和醬油的總重力G₃；（說出具體方法和要測出的物理量并用字母表示）
④計算醬油密度ρ=$\frac{{G}_{3}-{G}_{1}}{{G}_{2}-{G}_{1}}{ρ}_{水}$．（用測出的物理量的字母表示，水的密度ρ_水已知）

Answer 1

分析 （1）天平在調節(jié)時應先將游碼移至標尺的零刻線處，再調節(jié)平衡螺母．
（2）明確天平標尺的分度值，由m_物=m_砝碼+m_游碼計算燒杯和剩余醬油的質量，從而得到倒入量筒中醬油的質量，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計算醬油的密度；
（3）在測液體密度時，玻璃容器中的液體向外倒的過程中，容器壁一定要粘液體，所以不能全部倒出，將會帶來實驗誤差，明確對體積測量結果的影響，進一步判斷對密度測量結果的影響；
（4）利用題目中所方法測醬油密度，遇到的關鍵困難是要解決如何測醬油的體積，這里是借助了水來進行等效替代．因此，按照這一思路結合密度的公式可完成本實驗．

解答 解：（1）使用天平時，首先把天平放在水平臺上，把游碼移到標尺左端的零刻度．然后調節(jié)平衡螺母，使天平橫梁平衡．使天平橫梁平衡，在調節(jié)天平平衡時指針指在分度盤右邊的位置，他應該將平衡螺母向左移動；
（2）由圖甲所示可知，燒杯和剩余醬油的總質量：m_總=50g+10g+2g=62g，
燒杯中醬油的質量：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的醬油全部倒入量筒內，導致測量的醬油的體積偏小，由公式ρ=$\frac{m}{V}$知：密度測量結果偏大；
（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為了測出與水同體積的醬油，還需用這只瓶子再裝滿醬油進行測量，具體操作為：在空飲料瓶中裝滿醬油，用彈簧測力計測出瓶和醬油的總重力G₃；
則醬油的質量：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，用彈簧測力計測出瓶和醬油的總重力G₃；$\frac{{G}_{3}-{G}_{1}}{{G}_{2}-{G}_{1}}{ρ}_{水}$．

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，重點應掌握天平的調節(jié)與使用方法、量筒的讀數(shù)、密度公式的運用、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量的方法．