Question

6．在“測量鹽水的密度“實(shí)驗(yàn)中：

（1）小明把天平放在水平桌面上，游碼歸零后，發(fā)現(xiàn)指針位置如圖1所示，此時應(yīng)將平衡螺母向左（選填“左”成“右”）調(diào)節(jié)，直到橫梁水平平衡：
a．將裝有適量鹽水的小燒杯放在天平的左盤上，在右盤加上砝碼，經(jīng)過調(diào)節(jié)天平平衡．
b．天平平衡時，所用砝碼和游碼在標(biāo)尺上的位置如圖2所示，若小燒杯的質(zhì)量為20g，則小燒杯中鹽水的質(zhì)量為66g．
c．將燒杯中的鹽水全部倒入量簡中，液面到達(dá)的位置如圖3所示，則量簡中鹽水的體積為60cm³，由此可計(jì)算出鹽水的密度為1.1×10³kg/m³
（2）此次實(shí)驗(yàn)操作測得的鹽水密度值偏大（選填“大”或“小”），原因是由于燒杯內(nèi)壁粘有液體所以體積V偏�。�
（3）另一組的小華不小心將量筒打碎了，于是小華添加兩個完全相同的燒杯和適量的水，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟，請你補(bǔ)充完整．
①調(diào)好天平，用天平測出空燒杯質(zhì)量為m₀
②將一個燒杯裝滿水，用天平測出燒杯和水的總質(zhì)量為m₁
③用另一個燒杯裝滿鹽水，用天平測出燒杯和鹽水的總質(zhì)量為m₂
④則鹽水的密度表達(dá)式ρ=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}$•ρ_水（已知水的密度為ρ_水）
（4）小明針對（3）中小華的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行評估后，認(rèn)為小華設(shè)計(jì)的操作過程有不妥之處，你認(rèn)為該不妥之處是：燒杯裝滿水，易灑出，不方便操作．

Answer 1

分析 （1）天平使用時，為保證測量的精確和安全，必須將天平放在水平臺上；測量前先要使天平平衡，平衡螺母相對指針的調(diào)節(jié)原則：右偏左調(diào)，左偏右調(diào)．
天平的分度值是0.2g，讀數(shù)為砝碼質(zhì)量加游碼對應(yīng)的刻度值；量筒分度值為1ml，平視液面最低處讀數(shù)；已知鹽水的質(zhì)量和體積，利用密度公式ρ=$\frac{m}{V}$求出密度．
（2）量由于燒杯內(nèi)壁粘有液體所以體積V偏小，但質(zhì)量準(zhǔn)確，所以密度變大．
（3）只有天平，沒有量筒，可以利用等體積的水和鹽水，稱量水和鹽水的質(zhì)量，根據(jù)體積相等列出等式求出鹽水的密度．
（4）要考慮整個過程中對醬油的質(zhì)量和體積有影響的地方．

解答 解：（1）天平使用時，要放在水平的桌面上，因?yàn)橹羔橃o止時指在標(biāo)尺中央紅線上的右測，所以將平衡螺母向左移動．
已知燒杯m₁=20g，將鹽水和燒杯的質(zhì)量為m₂=50g+20g+10g+5g+1g=86g．
量筒中鹽水的質(zhì)量為m=m₂-m₁=86g-20g=66g．
量筒中鹽水的體積為V=60cm³．
所以鹽水的密度為ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{66g}{60c{m}^{3}}$=1.1g/cm³=1.1×10³kg/m³．
（2）把燒杯中的鹽水全部倒入量筒中，由于燒杯內(nèi)壁粘有液體所以體積V偏小，根據(jù)密度公式ρ=$\frac{m}{V}$可知，密度偏大．
（3）小華不小心將量筒打碎了，用天平也能測量出醬油的密度：
①調(diào)好天平，用天平測出空燒杯質(zhì)量為m₀．
②將一個燒杯裝滿水，用天平測出燒杯和水的總質(zhì)量為m₁．
則水的質(zhì)量m_水=m₁-m₀，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，
水的體積V=$\frac{{m}_{1}-{m}_{0}}{{ρ}_{水}}$，
③用另一個燒杯裝滿鹽水，用天平測出燒杯和鹽水的總質(zhì)量為m₂．
則水的質(zhì)量m_醬油=m₂-m₀，
燒杯內(nèi)水的體積等于鹽水的體積
④則鹽水的密度表達(dá)式ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{m}_{鹽水}}{V}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{\frac{{m}_{1}-{m}_{0}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}$•ρ_水．
（4）小華設(shè)計(jì)的操作過程有不妥之處，該不妥之處是燒杯裝滿水，易灑出，不方便操作．
故答案為：（1）左；66；60；1.1×10³；（2）大；由于燒杯內(nèi)壁粘有液體所以體積V偏�。唬�3）$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}$•ρ_水；（4）燒杯裝滿水，易灑出，不方便操作．

點(diǎn)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(jìn)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(jìn)行測量．醬油體積的測量是本實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)，巧妙地利用等效替代法，是解決此題的關(guān)鍵．