题目内容

3.小明和小华想知道酱油的密度.他们用天平和量筒做了如下实验:
(1)小明的实验过程:
a.用已凋节平衡的天平测出空烧杯的质量m1;
b.向烧杯内倒人适量酱油,测出烧杯和酱油的总质量m2;
c.把烧杯内的酱油全部倒入量筒内,读出量筒内酱油的体积为V;
d.计算酱油密度的表达式是:ρ═$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{V}$
(2)用这种方法测出的酱油密度会偏大(选填“偏大”或“偏小”).
(3)小华不小心将量筒打碎了,老师说只用天平也能测出酱油的密度.思考后,小华用两个完全相同的烧杯和适量的水.设计了如下实验步骤,请你补充完整:
①凋好天平,用天平测出空烧杯质量为m0;
②将一个烧杯装满水,用天平测出烧杯和酱油的总质量为m1
③用另一个烧杯装满酱油,用天平测出烧杯和酱油的总质量为m2
④计算酱油密度的表达式是:ρ=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}$•ρ水(已知水的密度为ρ水)
(4)小明发现小华所用天平的砝码生锈了,则他所测酱油的质量小于酱油的真实质量.

分析 (1)已知烧杯和酱油的质量,烧杯的质量,可以得到烧杯中酱油的质量;已知酱油的质量和体积,利用公式ρ=$\frac{m}{V}$得到酱油的密度.
(2)小明的方案中“把烧杯内的酱油全部倒入量筒内”会使得酱油不能全部倒入量筒内,从而使密度出现很大的误差.
(3)只有天平,没有量筒,可以利用等体积的水和酱油,称量水和酱油的质量,根据体积相等列出等式求出酱油的密度.
(4)砝码生锈,说明砝码的实际质量超过标注的质量,因此可少加砝码便能与左侧平衡,而读数时却仍按标注值读取,因此会偏小.

解答 解:(1)烧杯和酱油的总质量是m2;
空烧杯的质量为m1,
烧杯中酱油的质量为m=m2-m1,
酱油的密度为ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{V}$;
(2)小明不可能把烧杯内的酱油全部倒入量筒内,导致测量的酱油的体积偏小,由公式ρ=$\frac{m}{V}$知:密度测量结果偏大.
(3)小华不小心将量筒打碎了,用天平也能测量出酱油的密度:
①调好天平,用天平测出空烧杯质量为m0.
②将一个烧杯装满水,用天平测出烧杯和水的总质量为m1.
则水的质量m水=m1-m0,
由ρ=$\frac{m}{V}$可求得,水的体积V=$\frac{{m}_{1}-{m}_{0}}{{ρ}_{水}}$,
③用另一个烧杯装满酱油,用天平测出烧杯和酱油的总质量为m2.
则水的质量m酱油=m2-m0,
烧杯内水的体积等于酱油的体积
④则酱油的密度表达式ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{m}_{酱油}}{V}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{\frac{{m}_{1}-{m}_{0}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}$•ρ水.
(4)砝码生锈,说明砝码的实际质量超过标注的质量,因此可少加砝码便能与左侧平衡,而读数时却仍按标注值读取,因此会偏小.
故答案为:(1)$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{V}$;(2)偏大;(3)装满水;$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}$•ρ水;(4)小于.

点评 测量液体密度时,只有量筒没有天平,可以采用被测液体和水的质量相同进行测量;只有天平没有量筒,可以采用被测液体和水的体积相同进行测量.酱油体积的测量是本实验的难点,巧妙地利用等效替代法,是解决此题的关键.

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