Question

12．椰汁是同學(xué)們非常喜歡的一種飲料，在學(xué)習(xí)了密度知識(shí)以后，小明拿著一盒椰汁飲料想測(cè)量它的密度，他來(lái)到物理實(shí)驗(yàn)室，利用天平砝碼、量筒、椰汁進(jìn)行了如圖實(shí)驗(yàn)：
（1）①把天平放在水平臺(tái)上，將游碼放在標(biāo)尺左端零刻度線處，此時(shí)天平的指針靜止在如圖甲所示的位置，應(yīng)向右（填“左”或“右”）調(diào)節(jié)平衡螺母，使橫梁平衡．
②用天平測(cè)出椰汁的和包裝盒的總質(zhì)量為128g，將適量椰汁倒入量筒中，如圖乙所示，則量筒內(nèi)椰汁的體積為60cm³．
③再用天平測(cè)出剩余椰汁和盒的總質(zhì)量，砝碼的質(zhì)量和游碼在標(biāo)尺上的位置如圖丙所示，則剩余椰汁和包裝盒的總質(zhì)量為67.4g，量筒中椰汁的質(zhì)量為60.6g．
④經(jīng)計(jì)算可知椰汁的密度為1.01g/cm³．
（2）暑假時(shí)爸爸給小明帶回來(lái)一個(gè)椰子，小明感覺(jué)椰汁十分可口，他想這椰汁與他所喝的飲料椰汁密度是否相同呢？于是，她找來(lái)了兩個(gè)量筒、足夠的水、盆、剪刀、一個(gè)空的椰汁飲料盒和記號(hào)筆，測(cè)出了椰汁的密度．實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下，請(qǐng)你幫他補(bǔ)充完整．
①用剪刀將飲料盒的上端剪開(kāi)，裝入適量的椰汁，放入水盆中使其豎直漂浮，并用記號(hào)筆在盒上作出水面位置的標(biāo)記．
②將盒中的椰汁全部倒入量筒，測(cè)出其體積為V₁．
③向盒中裝水，放入水盆中使其豎起漂浮，調(diào)節(jié)盒中水的質(zhì)量直到盆中水面達(dá)到標(biāo)記處．
④將盒中的水全部倒入量筒測(cè)出其體積為V₂．
⑤椰汁密度的表達(dá)式為ρ_椰汁=$\frac{{v}_{2}{ρ}_{水}}{{v}_{1}}$（用物理量的符號(hào)表示）．

Answer 1

分析 （1）天平的調(diào)節(jié)和讀數(shù)、量筒的讀數(shù)都有相應(yīng)的規(guī)則要求，對(duì)照要求可得出相應(yīng)的答案，利用密度的公式進(jìn)行計(jì)算可椰汁的密度；
（2）這種測(cè)量方法的難點(diǎn)在于沒(méi)有天平，無(wú)法測(cè)量液體的質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，主要采取了等效替代的方法，借助浮力的知識(shí)，用排開(kāi)水的質(zhì)量替代椰汁的質(zhì)量，并最終利用公式表示出椰汁的密度．

解答 解：（1）①調(diào)節(jié)天平前應(yīng)先將游碼移至標(biāo)尺的零刻度線處，圖甲中指針偏左，說(shuō)明左側(cè)質(zhì)量偏大，應(yīng)向右移動(dòng)平衡螺母；
②讀圖可知，圖乙中量筒的示數(shù)為60cm³；
③讀圖丙可知，剩余椰汁和盒的總質(zhì)量為50g+10g+5g+2.4g=67.4g，量筒中椰汁的質(zhì)量=128g-67.4g=60.6g；
④椰汁的密度ρ=$\frac{m}{v}$=$\frac{60.6g}{60c{m}^{3}}$=1.01g/cm³；
（2）③盒中裝入水，調(diào)節(jié)至分盆中水面達(dá)到先前標(biāo)記的位置時(shí)，說(shuō)明此時(shí)兩次的排水質(zhì)量相同，也就是盒中水的質(zhì)量與先前盒中椰汁的質(zhì)量相同；
④再用量筒量出盒中這部分水的體積，就可以利用公式計(jì)算出水的質(zhì)量了，也就可以得出椰汁的質(zhì)量；
⑤椰汁密度的表達(dá)式ρ_椰汁=$\frac{{m}_{椰汁}}{{v}_{1}}$=$\frac{{m}_{水}}{{v}_{1}}$=$\frac{{v}_{2}{ρ}_{水}}{{v}_{1}}$．
故答案為：（1）①零刻度線，右；②60；③67.4，60.6；④1.01；
（2）③達(dá)到標(biāo)記處；④將盒中的水全部倒入量筒測(cè)出其體積為V₂；⑤$\frac{{v}_{2}{ρ}_{水}}{{v}_{1}}$．

點(diǎn)評(píng) 兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都是測(cè)量椰汁的密度，不同的是第一個(gè)方案是實(shí)驗(yàn)室中最常用的基本方案，利用了天平與量筒來(lái)進(jìn)行測(cè)量，是我們應(yīng)該掌握的基本要求，而第二個(gè)方案而是在沒(méi)有量筒的情況下，借助等效替代的方法，利用水的密度和浮力的知識(shí)，巧妙求出椰汁的質(zhì)量，進(jìn)而求出密度的方法，值得我們借鑒．