Question

15．下面是用天平和量筒做“測鹽水密度”的實驗．
（1）調(diào)節(jié)天平平衡時，若發(fā)現(xiàn)指針的位置如圖甲所示，則應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié)，直到天平平衡．
（2）小聰用調(diào)節(jié)好的天平測量燒杯質(zhì)量時，右盤中所加砝碼和游碼位置如圖乙所示，則小聰所用燒杯的質(zhì)量為32.4g．
（3）下表分別是小聰、小明、小玲、小莉所設(shè)計和進行實驗的過程（表中的圖只是實驗步驟示意圖，圖中示數(shù)并不是實際測量數(shù)據(jù)）．這四位同學(xué)所測的均為同一種鹽水．

設(shè)計實驗者	實驗操作順序			計算鹽水密度的表達式
	步驟1	步驟2	步驟3
小聰	把鹽水倒入量筒中測量出體積V	用天平測量出燒杯質(zhì)量m1	把量筒中鹽水倒入燒杯中，測量鹽水和燒杯總質(zhì)量m2
小明	用天平測量出燒杯質(zhì)量m1	把鹽水倒入燒杯中，測量鹽水和燒杯總質(zhì)量m2	把燒杯中的鹽水倒入量筒中測量出體積V
小玲	把鹽水倒入燒杯中，測量鹽水和燒杯總質(zhì)量m2	把燒杯中的鹽水倒入量筒中測量出體積V	用天平測量出燒杯質(zhì)量m2
小莉	把鹽水倒入燒杯中，測量鹽水和燒杯總質(zhì)量m1	把燒杯中的部分鹽水倒入量筒中測量出體積V	用天平測量出剩余鹽水和燒杯總質(zhì)量m2

①在設(shè)計實驗時，四位同學(xué)都沒有寫出計算鹽水密度的表達式．請你根據(jù)小莉的實驗步驟寫出她計算鹽水密度的表達式：ρ_鹽水=$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{V}$．
②在對實驗結(jié)果進行分析論證時，老師發(fā)現(xiàn)四位同學(xué)中有兩位同學(xué)的實驗結(jié)果很接近，而另兩位同學(xué)的實驗結(jié)果差別較大．老師指出，實驗結(jié)果相近的兩位同學(xué)的數(shù)據(jù)是較準確的，而另兩位同學(xué)的結(jié)果差別大的主要原因是實驗操作順序不正確引起的．請你分析指出由于操作順序不正確而導(dǎo)致實驗結(jié)果偏大的是小明，實驗結(jié)果偏小的是小聰．（選填“小聰”、“小明”、“小玲”、“小莉”）

Answer 1

分析 （1）天平不平衡時，指針偏向左側(cè)或右側(cè)，要使天平平衡，應(yīng)該將橫梁兩端的平衡螺母向指針偏轉(zhuǎn)的反方向調(diào)節(jié)；
（2）使用托盤天平讀數(shù)時，物體的質(zhì)量等于右盤中砝碼的質(zhì)量加上游碼所對的刻度值．
（3）根據(jù)砝碼和游碼對應(yīng)的刻度值計算物體的質(zhì)量．

解答 解：
（1）調(diào)節(jié)天平平衡時，由如圖甲知，指針的位置偏左，則應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié)，直到天平平衡．
（2）由圖乙知，天平標尺分度值0.2g，燒杯的質(zhì)量：m=20g+10g+2.4g=32.4g．
（3）小莉的實驗中，量筒中鹽水的質(zhì)量m=m₁-m₂，所以鹽水密度的表達式：ρ_鹽水=$\frac{m}{V}$=$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{V}$；
小聰是先測量液體的體積，再測量空燒杯的質(zhì)量，再測量空燒杯和液體的總質(zhì)量，此種做法方會使一部分液體留在量筒壁，從而使測出的液體的質(zhì)量偏小，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可知密度會偏小；
小明是先測量空燒杯的質(zhì)量，再測量空燒杯和液體的總質(zhì)量，再測量液體的體積，此種做法方會使一部分液體留在燒杯壁，從而使測出的液體的體積偏小，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可知密度會偏大；
小玲和小莉是先測量燒杯與液體的總質(zhì)量，再將全部（或部分）液體倒入量筒中，讀出液體的體積，再測量燒杯（或剩余液體和燒杯）的總質(zhì)量，此種做法方就避免了液體殘留在燒杯內(nèi)壁上的問題，減小了誤差．
故答案為：（1）右；（2）32.4；（3）①$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{V}$；②小明；小聰．

點評 本題考查托盤天平的使用和讀數(shù)．同時考查液體密度的幾種測量方案，讓學(xué)生分析辨別，使學(xué)生明確燒杯壁粘液體而帶來的實驗誤差，從而鍛煉了學(xué)生思維能力，是一好題．