Question

15．在“測量鹽水的密度”的探究實驗中：
（1）某小組設計了如下實驗步驟：
①把天平放在水平臺面上；
②將游碼移至天平標尺左端的零刻度線處；
③把裝有適量鹽水的燒杯放在天平的左盤中，用鑷子向右盤中增、減砝碼并移動游碼直至天平橫梁平衡，記下鹽水和燒杯的質量m；
④將一部分鹽水倒入量筒中，記下量筒中鹽水的體積V；
⑤根據(jù)測得的數(shù)據(jù)計算出鹽水的密度ρ．
（1）以上設計在②、③之間和④、⑤之間缺少兩個重要步驟和某個需要測量的物理量，請詳細敘述缺少的操作過程和需要測量的物理量并加注字母．
在②、③之間加入的步驟：調節(jié)天平橫梁兩端的平衡螺母至指針指在分度盤的中線，使橫梁平衡；
在④、⑤之間加入的步驟：用天平測出燒杯和剩余鹽水的質量m₀．
（2）用測得的物理量字母表示鹽水的密度ρ=$\frac{m-{m}_{0}}{V}$．
（3）請你說明步驟③中的“適量”的要求是燒杯中的鹽水不能過多，超出天平的量程，但是也不能過少，否則不能達到倒入量筒中鹽水的體積要求
步驟④中對倒入量筒中鹽水的體積建議是為便于計算處理數(shù)據(jù)，倒入量筒的鹽水體積最好是10cm³、20cm³等整刻度．

Answer 1

分析 （1）天平使用前的調節(jié)平衡：把天平放在水平桌面上，把游碼移至天平標尺左端的零刻度線處，調節(jié)橫梁兩端的平衡螺母，使指針指在分度盤的中線處；
測量液體密度步驟：用調平的天平測量出燒杯與液體的總質量，將部分液體倒入量筒測量出體積，測量剩余液體與燒杯的總質量；
（2）測量出了鹽水的質量和體積，利用密度公式求鹽水的密度；
（3）根據(jù)實驗過程中液體過多或過少造成的影響分析；
（4）物理實驗中對可控數(shù)據(jù)一般設置為整數(shù)，便于后期的數(shù)據(jù)處理．

解答 解：
（1）在上述實驗步驟中，使用天平前還沒有調節(jié)天平平衡，所以在在②、③直接加入的步驟：調節(jié)橫梁兩端的平衡螺母，使指針指在分度盤的中線處；
測出量筒內鹽水的體積，還需要測量出量筒中鹽水的質量，即總質量與剩余鹽水與燒杯的質量之差，所以在③、④之間加入的步驟：用天平測出燒杯和剩余鹽水的質量m₀；
（2）量筒中鹽水的質量：m_鹽水=m-m₀，
鹽水的密度：
ρ=$\frac{{m}_{鹽水}}{{V}_{鹽水}}$=$\frac{m-{m}_{0}}{V}$；
（3）鹽水的質量如果過多，可能會超過天平的稱量；如果過少，倒入量筒后不便于測量體積；
（4）為便于計算處理數(shù)據(jù)，倒入量筒的鹽水體積最好是10 cm³、20 cm³等整刻度．
故答案為：
（1）調節(jié)天平橫梁兩端的平衡螺母至指針指在分度盤的中線，使橫梁平衡；用天平測出燒杯和剩余鹽水的質量m₀；
（2）$\frac{m-{m}_{0}}{V}$；
（3）燒杯中的鹽水不能過多，超出天平的量程，但是也不能過少，否則不能達到倒入量筒中鹽水的體積要求；
（4）為便于計算處理數(shù)據(jù)，倒入量筒的鹽水體積最好是10 cm³、20 cm³等整刻度．

點評 本題考查天平的使用、量筒的使用、固體密度的測量，屬于中檔題．應注意問題有：（1）天平的兩次平衡調節(jié)方法易混；（2）測量形狀不規(guī)則固體的體積的方法（排水法）．