Question

7．在“用天平和量筒测量盐水密度”的实验中：小宇同学步骤如下
（1）将天平放在水平桌面上，把游码移至标尺左端0刻度线处，发现指针指在分度盘的右侧，应将平衡螺母向左调，使天平横梁平衡．

（2）用天平测出空烧杯的质量为29g，在烧杯中倒入适量的盐水，测出烧杯和盐水的总质量如图甲所示，则盐水的质量是33 g．再将烧杯中的盐水全部倒入量筒中，如图乙所示，盐水的密度为1.1×10³kg/m³．
（3）小萱同学在实验中先测出空烧杯的质量m₁，倒入盐水后测出其总质量m₂．在将盐水倒入量筒的过程中，发现由于盐水较多，无法全部倒完，她及时停止了操作．同组同学讨论后认为仍可继续完成实验，于是小聪读出此时量筒中盐水的体积V，又加了一个步骤，顺利得出了盐水的密度．你认为增加的步骤是：用天平测出剩余盐水和烧杯总质量m₃，请帮小萱写出计算盐水密度的表达式ρ=$\frac{{m}_{2}-{m}_{3}}{V}$．
（4）小宇用的那种方法测出盐水密度会偏大填“偏大”或“偏小”）因为盐水从烧杯倒入到量筒中后会有残留．

Answer 1

分析 （1）在天平使用时，应先将天平放在水平的桌面上，而后将天平的游码归零，后根据指针的偏转方向判断天平哪端下沉，调节过程中，调节天平平衡时，平衡螺母向上翘的方向移动．
（2）天平读数时应将砝码的质量与游码的示数相加；盐水的质量为烧杯和盐水的总质量与空烧杯的质量之差；
读出量筒中的体积，利用量筒读数时，视线应与凹液面相平；
利用密度公式可计算出盐水的密度；
（3）倒入盐水后烧杯和盐水的总质量与剩余盐水和烧杯总质量差就是倒入量筒中盐水质量，由此分析解答；
（4）将烧杯中的盐水倒入量筒时，烧杯中会有残留，因此，会造成体积的测量结果偏小，这样也就影响了密度的测量结果．

解答 解：（1）用天平测量物体的质量时，首先把天平放在水平桌面上，把游码放在标尺左端的零刻线处．然后调节横梁两端的平衡螺母，使横梁平衡，在调节过程中，若指针偏向分度盘的左方，应将平衡螺母向右边调节；
（2）由图甲知，烧杯和盐水的总质量为50g+10g+2g=62g，
盐水的质量m=62g-29g=33g，
由乙图知，盐水的体积V=30cm³，
盐水的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{33g}{30c{m}^{3}}$=1.1g/cm³=1.1×10³kg/m³．
（3）倒入盐水后烧杯和盐水的总质量与剩余盐水和烧杯总质量差就是倒入量筒中盐水质量，
所以增加的步骤为：用天平测出剩余盐水和烧杯总质量m₃；
即倒入量筒中盐水质量m=m₂-m₃，
所以盐水密度的表达式ρ=$\frac{{m}_{2}-{m}_{3}}{V}$．
（4）因为将盐水从烧杯倒入量筒时不可能完全倒干净，所以体积的测量结果会偏小，而质量的测量是准确的，根据ρ=$\frac{m}{V}$可知，此密度的测量结果比真实值偏大．
故答案为：（1）左；（2）33；1.1×10³；（3）用天平测出剩余盐水和烧杯总质量m₃；$\frac{{m}_{2}-{m}_{3}}{V}$；（4）偏大；盐水从烧杯倒入到量筒中后会有残留．

点评 此实验中考查了天平的调节与读数、量筒的读数、密度公式的运用等，这都是该实验中应掌握的基本知识．同时，为了使测量的结果更精确，应在设计步骤时考虑到尽可能减小误差的方法．