Question

14．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圖以下實驗：

（1）小華將天平放在水平臺上，調(diào)節(jié)平衡螺母，使橫梁平衡．小明認為小華的操作有誤．錯誤是沒有將標(biāo)尺移到左端的零刻線．
（2）用天平測出空燒杯的質(zhì)量為17g，在燒杯中倒入適量的醬油，測出燒杯和醬油的總質(zhì)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(zhì)量為45 g，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）在實驗過程中，小華說如果天平?jīng)]有砝碼能不能測呢？老師說也能測量出醬油的密度．于是老師給小華添加兩個完全相同的燒杯、一個滴管和適量的水，設(shè)計了如下實驗步驟，請你補充完整．
①將天平放在水平臺上，調(diào)節(jié)好天平．
②將一個燒杯中倒?jié)M水，另一個燒杯中倒入醬油．分別放在天平的左、右兩盤中．
③用滴管向右盤燒杯中添加適量醬油，使天平平衡．
④用量筒分別測出燒杯中水的體積為V₁，醬油的體積為V₂
⑤則醬油的密度表達式ρ=$\frac{{V}_{1}}{{V}_{2}}{ρ}_{水}$（已知水的密度為ρ_水）．

Answer 1

分析 （1）天平是測量物體質(zhì)量的工具，使用之前要進行調(diào)節(jié)：把天平放在水平桌面上，游碼與標(biāo)尺左端的0刻度線對齊，調(diào)節(jié)平衡螺母使指針指在分度盤的中央．
（2）讀取量筒中液體的體積時，首先要明確量筒的分度值，讀數(shù)時視線與液面最凹處相平；
已知燒杯和醬油的質(zhì)量，燒杯的質(zhì)量，可以得到燒杯中醬油的質(zhì)量；已知醬油的質(zhì)量和體積，利用公式ρ=$\frac{m}{V}$得到醬油的密度．
（3）小明的方案中“把燒杯內(nèi)的醬油全部倒入量筒內(nèi)”會使得醬油不能全部倒入量筒內(nèi)，從而使密度出現(xiàn)很大的誤差．
（4）只有天平，沒有量筒，可以利用等體積的水和醬油，稱量水和醬油的質(zhì)量，根據(jù)體積相等列出等式求出油的密度．

解答 解：（1）天平使用前要先放，把天平放在水平臺上，游碼放到零位．然后調(diào)平，調(diào)平時指針偏右需要把橫梁兩端的平衡螺母向左調(diào)節(jié)．直至指針指在分度盤的中央．
（2）量筒的分度值為2cm³，量筒中醬油的體積為V=40cm³；
在天平的標(biāo)尺上，1g之間有5個小格，一個小格代表的質(zhì)量是0.2g，即天平的分度值為0.2g；
燒杯和醬油的總質(zhì)量是m₁=50g+10g+2g=62g；
空燒杯的質(zhì)量為m₂=17g，
燒杯中醬油的質(zhì)量為m=m₁-m₂=62g-17g=45g，
醬油的密度為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(nèi)的醬油全部倒入量筒內(nèi)，導(dǎo)致測量的醬油的體積偏小，由公式ρ=$\frac{m}{V}$知：密度測量結(jié)果偏大．
（4）①將天平放在水平臺上，調(diào)節(jié)好天平．
②將一個燒杯中倒?jié)M水，另一個燒杯中倒入醬油．分別放在天平的左、右兩盤中．
③用滴管向右盤燒杯中添加適量醬油，使天平平衡，此時水的質(zhì)量與醬油質(zhì)量相等．
④用量筒分別測出燒杯中水的體積為V₁，則水的質(zhì)量m=ρ_水V₁醬油質(zhì)量等于水的質(zhì)量m_油=V₁ρ_水，醬油的體積為V₂
⑤則醬油的密度表達式ρ=$\frac{{m}_{油}}{{V}_{油}}$=$\frac{{V}_{1}}{{V}_{2}}$ρ_水；
故答案為：（1）沒有將標(biāo)尺移到左端的零刻線；（2）45；1.125×10³；（3）偏大；（4）用滴管向右盤燒杯中添加適量醬油；$\frac{{V}_{1}}{{V}_{2}}{ρ}_{水}$．

點評 測量液體密度時，只有量筒沒有天平，可以采用被測液體和水的質(zhì)量相同進行測量；只有天平?jīng)]有量筒，可以采用被測液體和水的體積相同進行測量．醬油體積的測量是本實驗的難點，巧妙地利用等效替代法，是解決此題的關(guān)鍵．