Question

11．如图是某校物理小组“测酱油密度”时的实验方案，请完善他们的方案，并回答后面的问题：

（1）调节天平时，发现指针偏向分度盘的右侧，如图甲所示，则此时应将平衡螺母向左调节．
（2）用托盘天平测量合金块质量的操作情况如图乙所示，请你指出其中的两点错误：①用手拿砝码；②砝码和被测物体的位置放反了．
（3）甲组的方案：用调节平衡的天平测出空烧杯的质量m₁，向烧杯内倒入适量酱油，再测出烧杯和酱油的总质量m₂，然后把烧杯内的食用油全部倒入量筒内，读出量筒内食用油的体积为V₁；其测得的酱油密度的表达式是ρ=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{V}_{1}}$（用字母表示）；
（4）乙组的方案：在烧杯内倒入适量的酱油，用调节平衡的天平测出烧杯和酱油的总质量m₃，然后将烧杯内的适量酱油倒入量筒内，再测出烧杯和剩余酱油的总质量m₄（如图丁），读出量筒内酱油的体积V₂（如图丁）．其测得的酱油密度的表达式是ρ=$\frac{{m}_{3}-{m}_{4}}{{V}_{2}}$（用字母表示）；1
（5）按乙组　的实验方案进行测量，实验误差可能小一些；如果选择另一种方案，测得的密度值偏大　（填“偏大”、“偏小”）；
（6）如图是按乙组的实验方案进行实验的情况，将实验的数据及测量结果填入表中．

烧杯和酱油的总质量（g）	烧杯和剩余酱油的总质量（g）	倒出酱油的体积（cm3）	酱油的密度（kg/m3）
100

Answer 1

分析 （1）天平使用前调节平衡时，要调节平衡螺母，规则是“右偏左调，左偏右调”，即指针向右偏就向左调平衡螺母，指针向左偏就向右调平衡螺母，调左侧的还是右侧的平衡螺母都一样．
（2）天平使用的注意事项：不要超过天平的测量范围；不要把化学药品和潮湿的物体直接放在天平盘上；要用镊子夹取砝码，不能用手拿砝码；砝码要及时放回砝码盒，要轻拿轻放．
（3）把烧杯内的油全部倒入量筒内，量筒内油的质量等于烧杯和食用油的总质量减去空烧杯的质量，读出量筒内食用油的体积，根据密度公式即可得出食用油密度的表达式．
（4）把烧杯内的油适量倒入量筒内，量筒内油的质量等于烧杯和食用油的总质量减去烧杯和剩余食用油的总质量，读出量筒内食用油的体积，根据密度公式即可得出食用油密度的表达式．
（5）小李的实验中烧杯内的食用油不可能全部倒入量筒中，会沾在烧杯壁上，使质量测量值大于倒入量筒中食用油的质量．
（6）知道烧杯和食用油的总质量，以及烧杯和剩余食用油的质量，求出倒入量筒的食用油的质量，再读出食用油的体积，根据密度公式求出食用油的密度．

解答 解：（1）图中显示指针向右偏，根据“右偏左调，左偏右调”的规则，应将平衡螺母向左调．
（2）经分析图中错误之处：①用手拿砝码，手上的汗渍会腐蚀砝码，影响测量结果；
②物体在天平的右盘，砝码放在天平的左盘，物体和砝码的位置放颠倒了．
（3）烧杯和食用油的总质量m₂，空烧杯的质量m₁，所以量筒内油的质量为：m₂-m₁，量筒内食用油的体积为V₁，
根据密度公式ρ=$\frac{m}{V}$可得：食用油密度的表达式是：ρ=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{V}_{1}}$．
（4）烧杯和食用油的总质量m₃，烧杯和剩余食用油的质量m₄，
所以量筒内油的质量为：m₃-m₄，量筒内食用油的体积为V₂，
食用油密度的表达式是：ρ=$\frac{{m}_{3}-{m}_{4}}{{V}_{2}}$．
（5）甲组先测空烧杯的质量，再测烧杯和液体总质量，最后将液体倒入量筒来测体积，这种做法会因烧杯壁粘液体而使测出的体积偏小，导致算出的液体密度偏大；
乙组先测出烧杯和食用油的总质量，然后将烧杯内的适量食用油倒入量筒内，再测出烧杯和剩余食用油的总质量，读出量筒内食用油的体积，避免了容器壁粘液体带来的实验误差，能使实验误差减小．
（6）由图丁知，烧杯和剩余油的总质量：m'=20g+20g+5g+2.4g=47.4g，
倒入量筒中食用油的质量为：m=m_总-m'=100g-47.4g=52.6g，
食用油的体积：V=50ml=50cm³，
食用油的密度是：ρ=$\frac{m′}{V}$=$\frac{52.6g}{50c{m}^{3}}$=1.052g/cm³=1.052×10³kg/m³．
表格如下：

烧杯和酱油的总质量（g）	烧杯和剩余酱油的总质量（g）	倒出酱油的体积（cm3）	酱油的密度（kg/m3）
100	47.4	50	1.052×103

故答案为：（1）左；（2）①用手拿砝码；②砝码和被测物体的位置放反了；（3）$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{V}_{1}}$；（4）$\frac{{m}_{3}-{m}_{4}}{{V}_{2}}$；（5）乙组；偏大；（6）表格见上．

点评 同样测量液体的密度，本题同时给出了两种方案，让学生分析辨别，提高了学生的思考能力，锻炼了学生思维能力．是一道好题．