Question

20．張麗和唐梅同學(xué)想測(cè)量一瓶食用油的密度，他們分別選用不同的實(shí)驗(yàn)器材和方法來(lái)進(jìn)行測(cè)量．

（1）張麗同學(xué)用刻度尺、燒杯、水、兩端開(kāi)口的玻璃管、橡皮膜、細(xì)線(xiàn)來(lái)測(cè)量食用油密度，操作步驟如下：
①如圖1甲所示，用細(xì)線(xiàn)和橡皮膜把玻璃管一端扎緊，管豎直放置，開(kāi)口向上，向管內(nèi)倒入適量的食用油，隨著油量的增加，橡皮膜越向下凸起，說(shuō)明液體壓強(qiáng)隨著深度的增加而增大；
②用刻度尺測(cè)出玻璃管中油柱的高度為h₁（如圖1甲所示）；
③在燒杯中裝入適量的水，將裝有油的玻璃管緩慢浸入水中，直至橡皮膜水平為止，用刻度尺測(cè)出管底到水面的深度為h₂（如圖1乙所示）；
④食用油的密度表達(dá)式：ρ_油=$\frac{{h}_{2}}{{h}_{1}}{ρ}_{水}$．（水的密度用ρ_水表示）
⑤分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程，張麗同學(xué)測(cè)得的食用油密度值比真實(shí)值偏�。ㄟx填“大”或“小”）．
（2）唐梅同學(xué)用托盤(pán)天平、燒杯、細(xì)線(xiàn)和橡皮擦測(cè)量食用油的密度．
（a）具體操作步驟如下：
①將托盤(pán)天平放在水平臺(tái)面上，游碼移到稱(chēng)量標(biāo)尺左端“0”刻度線(xiàn)處，觀(guān)察到指針指在分度標(biāo)尺上的位置如圖2甲所示，此時(shí)應(yīng)將平衡螺母向左（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使指針對(duì)準(zhǔn)分度標(biāo)尺的中央刻度線(xiàn)；
②將燒杯裝入適量水并放在托盤(pán)天平上（如圖2乙所示），調(diào)節(jié)天平重新平衡后，所用砝碼和游碼在稱(chēng)量標(biāo)尺上的位置如圖2丙所示，則這杯水的總質(zhì)量為153.2g；
③將橡皮擦用細(xì)線(xiàn)綁好并浸沒(méi)入水中（未接觸燒杯，如圖2丁所示），記下天平平衡時(shí)的示數(shù)為163.2g；
則該橡皮擦體積V=10cm³；
④將橡皮擦從水中取出，同時(shí)把燒杯中的水倒掉，然后用干毛巾擦干橡皮擦和燒杯；
⑤將燒杯裝入適量食用油并重新放在托盤(pán)天平上，記下天平平衡時(shí)的示數(shù)為142.2g；
⑥用細(xì)線(xiàn)將橡皮擦浸沒(méi)入食用油中（未接觸燒杯），記下天平平衡時(shí)的示數(shù)為151.0g；
（b）則食用油密度為ρ_油=0.88×10³kg/m³．
（c）橡皮擦由橡膠制成，水分和油類(lèi)都有可能被吸入，假設(shè)橡皮擦在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不吸水，但會(huì)吸少量的油（體積不膨脹），則由此方法測(cè)得的食用油密度將比真實(shí)值偏�。ㄟx填“大”或“小”）．

Answer 1

分析 （1）液體壓強(qiáng)隨深度的增加而增大；
張麗的方法是利用水和食用油產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等，借助液體壓強(qiáng)計(jì)算公式，求出食用油的密度；
（2）a、①天平使用之前要調(diào)平，指針的偏轉(zhuǎn)方向判斷天平哪端下沉，調(diào)節(jié)過(guò)程中，平衡螺母向下沉的反方向移動(dòng)；
②天平在讀數(shù)時(shí)應(yīng)將砝碼質(zhì)量與游碼示數(shù)相加；
b、放入橡皮后用線(xiàn)拉著，增加的重量等于重力減拉力也就是浮力，根據(jù)V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$算出橡皮的體積；b、放入橡皮后用線(xiàn)拉著，增加的重量等于重力減拉力也就是浮力，根據(jù)ρ_油=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{排}}$算出食用油的密度；
c、由于橡皮吸油，排開(kāi)油的體積偏小，有的質(zhì)量也偏小，密度也偏�。�

解答 解：（1）①向管內(nèi)倒入適量的食用油，隨著油量的增加，橡皮膜越向下凸起，說(shuō)明液體壓強(qiáng)隨著深度的增加而增大；
④因?yàn)橄鹌に�平，說(shuō)明食用油與水產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等，即：ρ_水gh₂=ρ_油gh₁，得：ρ_油=$\frac{{h}_{2}}{{h}_{1}}{ρ}_{水}$；
⑤橡皮膜發(fā)生形變，向下凹陷，造成測(cè)量的食用油深度即h₁變大，故密度的測(cè)量值偏小；
（2）a、①天平使用之前先調(diào)平，調(diào)平的方法是：游碼移到標(biāo)尺的零刻線(xiàn)上，圖中指針偏向分度盤(pán)右側(cè)，因此要向左移動(dòng)平衡螺母，直到指針指在分度盤(pán)的中間；
②這杯水的總質(zhì)量為：m₁=153.2g；
③放入橡皮后用線(xiàn)拉著，增加的重量等于重力減拉力也就是浮力：△G=F_浮，△m=ρ_水V_水=163.2g-153.2g=10g，
根據(jù)V_水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{10g}{1.0g/c{m}^{3}}$=10cm³，V_橡=V_水=10cm³；
b、放入橡皮后用線(xiàn)拉著，增加的重量等于重力減拉力也就是浮力：△G=F_浮，
根據(jù)ρ_油=$\frac{{F}_{浮}}{gV}$=$\frac{△G}{gV}$=$\frac{△mg}{gV}$=$\frac{△m}{V}$=$\frac{151.0g-142.2g}{10c{m}^{3}}$=0.88g/cm³=0.88×10³kg/m³；
c、由于橡皮吸油，排開(kāi)油的體積偏小，有的質(zhì)量也偏小，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$知，測(cè)得的密度偏�。�
故答案為：（1）①深度；④$\frac{{h}_{2}}{{h}_{1}}{ρ}_{水}$；⑤小；（2）（a）①左；②153.2；③10；（b）0.88×10³；（c）小．

點(diǎn)評(píng) 實(shí)驗(yàn)過(guò)程不可避免地存在誤差，我們?cè)谠O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該考慮到導(dǎo)致誤差增大的因素，可能的情況下進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以達(dá)到減小誤差的目的．