题目内容
【题目】【2016·来宾卷】小明想要知道豆浆的密度大小,于是他进行了如下操作:
(1)将托盘天平放在水平桌面上,游码置于标尺的零刻度处,调节天平横梁平衡时,出现了如图所示的现象,他应该向______(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使横梁平衡;
(2)用托盘天平测出空烧杯的质量m0;
(3)把豆浆倒入烧杯中,用托盘天平测出烧杯和豆浆的总质量m1,则倒入烧杯中的豆浆质量为_______
(用测得的物理量表示);
(4)将烧杯中的豆浆全部倒入量筒,读出量筒中豆浆的体积V,由此得知豆浆的密度为_______(用测得的物理量表示);
(5)实验过程中,若只有天平、烧杯和水,请你帮助小明设计一个测量豆浆密度的实验,要求写出需要测量的物理量及计算豆浆密度的表达式(用字母表示).
实验步骤:___________________;
计算豆浆密度的表达式:_____________________.
【答案】(1)右;(3)m1-m0;(4)(m1m0)/V;(5)①用天平测出空烧杯的质量m1;②在烧杯内装入一定量的水,并在水面的位置做一个标记,用天平测出水和烧杯的总质量m2;③倒出水,再将豆浆倒入烧杯,至先前的标记处,用天平测出豆浆和烧杯的总质量m3.豆浆密度的表达式:ρ=[(m3-m1)ρ水]/(m2-m1).
【解析】
(1)调节天平横梁平衡时,左偏右调,由图知指针向左偏,所以应该向右移动平衡螺母;(2)用托盘天平测出空烧杯的质量m0;(3)又测出豆浆与烧杯的质量m1,则倒入烧杯中的豆浆质量为m1-m0;
(4)测得量筒中豆浆的体积为V,则豆浆的密度为ρ=(m1m0)/V,(5)没有量筒,无法直接测量液体的体积,因此,需使用等效替代的方法,用等体积的水来替代等体积的豆浆,实验步骤:①用天平测出空烧杯的质量m1;②在烧杯内装入一定量的水,并在水面的位置做一个标记,用天平测出水和烧杯的总质量m2;③倒出水,再将豆浆倒入烧杯,至先前的标记处,用天平测出豆浆和烧杯的总质量m3.豆浆密度表达式的推导过程:根据步骤①②可得水的质量为m2-m1,则水的体积为V水=(m2m1)/ρ水;根据步骤①③可得豆浆的质量为m3-m1,根据步骤②③可知,豆浆的体积和水的体积相同,所以豆浆密度的表达式:ρ=m/V=[(m3-m1)ρ水]/(m2-m1)。