Question

2．下面是某班同学测量液体密度的三种方法，请将空白处填写完整．方法一：“好学”小组利用天平，量筒等器材测某液体的密度

（1）“好学”小组在调节天平平衡时，若指针静止位置如图甲，则应将平衡螺母向左（选填“左”或“右”）调节．
（2）“好学”小组的测量步骤如下：
①往空烧杯倒入适量的盐水，测出烧杯和盐水的质量m₁=48.2g；
②将烧杯中的一部分盐水倒入量筒，读出量筒中盐水的体积为V=20cm³；
③测出烧杯和剩余盐水的质量m₂（如图乙）．
请你帮助他将如表的实验记录表填写完整．

烧杯和盐水的质量m1/g	烧杯和剩余盐水的质量m2/g	量筒中盐水的质量 m/g	量筒中盐水的体积V/cm3	盐水的密度ρ/（g？cm-3）
48.2			20

方法二：“勤奋”小组利用弹簧测力计，烧杯，石块，细线和水等物品测量某液体的密度．
其操作步骡是：
①用弹簧测力计测出石块的重力为G；
②将石块浸没在水中，弹簧测力计的示数为F₁；
③将石块浸没在液体中，弹簧測力计的示数为F₂（写出具体方法和要测出的物理量，并用字母表示）；
④某液体的密度表达式为ρ_液=$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}$ρ_水（用测出物理量的字母表示，水的密度用ρ_水表示）
方法三：“创新”小组自制了如图丙“密度天平”．其制作过程和原理如下：选择一根长1m的杠杆，调节两边螺母使杠杆在水平位置平衡．在左侧离中点10cm的A位置用细线固定一个质量为150g、容积为80mL的容器．右侧用细线悬挂一质量为50g的钩码（细线的质量忽略不计）．测量时往容器中加满待测液体，移动钩码使杠杆在水平位置平衡，在钩码悬挂位置就可以直接读出液体的密度．该“密度天平”的测量范围是1.25×10³kg/m³．

Answer 1

分析 方法一：（1）根据指针的位置，利用横梁平衡的调节方法，遵循“左偏右调，右偏左调”的原则，可以确定平衡螺母的调节方向．
（2）物体的质量等于砝码的质量与游码质量的和；量筒中盐水的质量为总质量减去剩余的质量；根据密度公式求出密度大小；
方法二：利用题目中所方法测牛奶密度，遇到的关键困难是要解决如何测牛奶的体积，这里是借助了水来进行等效替代．因此，按照这一思路结合密度的公式可完成本实验．
方法三：钩码移至最右端时，该“密度天平”达到了大量程，同样根据杠杆的平衡条件，带入相关的数据，即可进行求解．

解答 解：
方法一：（1）在调节横梁平衡时，若指针向右倾斜，则应向左移动平衡螺母．
（2）由乙图可知：烧杯和剩余盐水的质量m₂=20g+5g+1.2g=26.2g；量筒中盐水的质量m=48.2g-26.2g=22g；量筒中盐水的体积V=20cm³；
盐水的密度为：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{22g}{20c{m}^{3}}$=1.1g/cm³；
方法二：③将石块浸没在液体中，弹簧測力计的示数为F₂；
④根据阿基米德原理可知，石块在水中的浮力为F_浮水=G-F₁=ρ_水V_排g，即V_排=$\frac{G-{F}_{1}}{{ρ}_{水}g}$；石块在液体中的浮力为F_浮液体=G-F₂=ρ_液体V_排g，即V_排=$\frac{G-{F}_{2}}{{ρ}_{液}g}$，
所以有：$\frac{G-{F}_{1}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{G-{F}_{2}}{{ρ}_{液}g}$，化简得：ρ_液体=$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}$ρ_水．
方法三：根据题意钩码移动至最右端，该“密度天平”达到最大量程，设OA为L₁′，O点距最右端的距离为L₂′，容器的质量为m₁，钩码的质量为m₂，容器中加满液体的质量为m，根据杠杆的平衡条件：F₁L₁=F₂L₂可得：（m₁+m）gL₁′=m₂gL₂，即：（150g+m）×g×10cm=50g×g×50cm，
解得：m=100g，
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{100g}{80c{m}^{3}}$=1.25g/cm³=1.25×10³kg/m³．
故答案为：方法一：（1）左；（2）26.2；22；1.1；
方法二：③将石块浸没在液体中，弹簧測力计的示数为F₂；$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}$ρ_水；
方法三：1.25×10³．

点评 利用浮力和液体压强对两种液体的密度进行比较，都是学以致用的好事例，只是这两种方法只能比较，并非测量，而且密度大小并不是判断牛奶优劣的唯一指标，我们应有选择地加以利用．