Question

15．小明想測醬油的密度，但家中只有天平、小空瓶，沒有量筒．他思考后按照自己設計的實驗步驟進行了測量，測量內容及結果如圖所示．

（1）請按照甲的順序將相應的實驗步驟補充完整：
第一步：測出小空瓶的質量m₁；
第二步：將小瓶裝滿水測得總質量m₂；
第三步：裝滿醬油時測得醬油和瓶的總質量如圖乙中砝碼和游碼所示，其結果m₃=47.4g．
（2）請根據(jù)小明的實驗步驟及數(shù)據(jù)幫他寫出醬油密度的表達式：ρ_醬油=$\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{{m}_{2}-{m}_{1}}$•ρ_水；小明第三次測量時，醬油未完全裝滿，由此測出的密度偏�。ㄟx填“大”或“小”）．

Answer 1

分析 （1）在此題中，根據(jù)題目中給出的實驗器材，結合實驗原理可知，由于沒有量筒，此題的難點在于如何測量液體的體積．根據(jù)圖示的步驟可知，它是利用同一容器裝不同的液體，液體的體積相同，即利用水的體積來代換醬油的體積．天平測量物體質量，平衡后左盤砝碼的質量等于右盤砝碼的質量加上游碼所對的刻度值；
（2）根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計算出醬油密度的表達式．這種測量方法結果使測得液體的質量偏小了，因為有一部分液體滯留在燒杯中，測得密度就偏小了．

解答 解：（1）根據(jù)圖示的步驟可知：第一步：用天平測出空瓶的質量m₁
第二步：用天平測出瓶裝滿水后的總質量m₂
第三步：用天平測出瓶裝滿醬油后的總質量m₃，
圖乙中天平盤中砝碼的質量是20g+20g+5g=45g，標尺分度值是0.2g，游碼所對的質量為2.4g，因此m₃=45g+2.4g=47.4g．
（2）根據(jù)實驗原理，要測液體的密度，就要知道液體的質量和體積．醬油的體積等于水的體積，因此求出水的體積是解決此題的關鍵．
水的體積利用水的質量和密度求出水的體積V=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$．
然后再用醬油的質量和水的體積求出醬油的密度，表達式為：ρ_醬油=$\frac{m}{V}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{{m}_{2}-{m}_{1}}$•ρ_水．
由于無法把水倒干凈，使測得液體質量偏小了，這樣測出醬油的密度將偏小了．
故答案為：（1）將小瓶裝滿水測得總質量m₂；47.4；（2）$\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{{m}_{2}-{m}_{1}}$•ρ_水；�。�

點評 在測量物體密度的實驗中，常規(guī)的測量方法是利用天平測質量、量筒測體積，從而求出密度．還有一些特殊的測量方法，如此題，只給出一個測量質量的工具：天平，而沒有測量體積的工具量筒，利用轉換的方法求出體積，進而求出密度．還有類似的，只給出量筒，沒有天平如何測量橡皮泥的密度等等．