Question

6．小明想篩選出飽滿的種子，配置了一定濃度的鹽水，他想知道鹽水的密度，于是他用天平和量筒做了如下實驗
（1）把天平放在水平臺上，將游碼撥到標尺左端的零刻線處后，發(fā)現(xiàn)指針指在分度盤的右側(cè)，要使橫梁平衡，應將平衡螺母向左（選填“右”或“左”）調(diào)．
（2）用天平測出空燒杯的質(zhì)量為17g，在燒杯中倒入適量的鹽水，測出燒杯和鹽水的總質(zhì)量如圖甲所示，將燒杯中的鹽水全部倒入量筒中，鹽水的體積如圖乙所示，則燒杯中鹽水的質(zhì)量為45g，鹽水的密度為1.125×10³kg/m³．
（3）小明用這種方法測出的鹽水密度會偏大．（選填“偏大”或“偏小”）
（4）小明發(fā)現(xiàn)混雜在種子中的小石塊也同飽滿的種子一起沉入了鹽水底部，他想盡快知道石塊的密度究竟有多大，就選了一塊大小合適且與其材質(zhì)相同的石塊，小明通過奇思妙想利用圖甲所示的天平狀態(tài)，按以下的步驟測出了石塊的密度．請你將步驟補充完整．
①用細線栓著石塊浸沒在鹽水中（石塊未接觸燒杯底且鹽水未溢出），天平的讀數(shù)增大了△m₁；?
②將石塊緩慢沉入燒杯底部，放開細線，，天平的讀數(shù)再增大了△m₂；
③石塊密度的表達式是$\frac{△{m}_{1}+△{m}_{2}}{△{m}_{1}}$•ρ_鹽水（用△m₁，△m₂及鹽水密度ρ表示）．

Answer 1

分析 （1）天平是測量物體質(zhì)量的工具，使用之前要進行調(diào)節(jié)：把天平放在水平桌面上，游碼與標尺左端的0刻度線對齊，調(diào)節(jié)平衡螺母使指針指在分度盤的中央．
（2）讀取量筒中液體的體積時，首先要明確量筒的分度值，讀數(shù)時視線與液面最凹處相平；
已知燒杯和鹽水的質(zhì)量，燒杯的質(zhì)量，可以得到燒杯中醬油的質(zhì)量；已知鹽水的質(zhì)量和體積，利用公式ρ=$\frac{m}{V}$得到鹽水的密度．
（3）小明的方案中“把燒杯內(nèi)的鹽水全部倒入量筒內(nèi)”會使得鹽水不能全部倒入量筒內(nèi)，從而使密度出現(xiàn)很大的誤差．
（4）用細線栓著石塊浸沒在鹽水中，鹽水給石塊浮力，石塊給鹽水一個反作用力，所以天平的示數(shù)增大，求出石塊的體積；
讓石塊浸沒在燒杯底部，不是細線拉力作用，此時天平增大的總示數(shù)等于石塊的質(zhì)量；
根據(jù)石塊的質(zhì)量和體積求出其密度．

解答 解：
（1）天平使用前要先放，把天平放在水平臺上，游碼放到零位．然后調(diào)平，調(diào)平時指針偏右需要把橫梁兩端的平衡螺母向左調(diào)節(jié)．直至指針指在分度盤的中央．
（2）量筒的分度值為2cm³，量筒中鹽水的體積為V=40cm³；
在天平的標尺上，1g之間有5個小格，一個小格代表的質(zhì)量是0.2g，即天平的分度值為0.2g；
燒杯和鹽水的總質(zhì)量是m₁=50g+10g+2g=62g；
空燒杯的質(zhì)量為m₂=17g，
燒杯中鹽水的質(zhì)量為m=m₁-m₂=62g-17g=45g，
鹽水的密度為ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{45g}{40c{m}^{3}}$=1.125g/cm³=1.125×10³kg/m³．
（3）小明不可能把燒杯內(nèi)的鹽水全部倒入量筒內(nèi)，導致測量的鹽水的體積偏小，由公式ρ=$\frac{m}{V}$知：密度測量結(jié)果偏大．
（4）根據(jù)①可知，F(xiàn)_浮=△m₁g=ρ_鹽水gV_排，所以V=V_排=$\frac{△{m}_{1}}{{ρ}_{鹽水}}$；
②要測量石塊的質(zhì)量，需將石塊緩慢沉入燒杯底部，放開細線，讀出天平增大的示數(shù)△m₂；
則石塊的質(zhì)量m=△m₂+△m₁；
石塊的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{△{m}_{1}+△{m}_{2}}{\frac{△{m}_{1}}{{ρ}_{鹽水}}}$=$\frac{△{m}_{1}+△{m}_{2}}{△{m}_{1}}$•ρ_鹽水．
故答案為：（1）左；（2）45；1.125×10³；（3）偏大；（4）將石塊緩慢沉入燒杯底部，放開細線；$\frac{△{m}_{1}+△{m}_{2}}{△{m}_{1}}$•ρ_鹽水．

點評 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行測量．醬油體積的測量是本實驗的難點，巧妙地利用等效替代法，是解決此題的關鍵．