Question

15．小明和小红在实验室做“测量盐水密度”的实验．
小明将天平放在水平桌面上，游码置于标尺的零刻度线处．

（1）发现分度盘的指针偏左，则需向右调节平衡螺母使天平平衡；
（2）在烧杯中倒入适量盐水，称出烧杯与盐水的总质量为75g；
（3）将烧杯中一部分盐水倒入量筒中（如图所示），则量筒内盐水的体积是20cm³．再称量烧杯呢剩余盐水的总质量时，发现加减砝码总不能使天平平衡，这时应移动游码使天平平衡；
（4）当天平再次平衡时，盘中砝码及游码的位置如图所示，则盐水的密度时1.05×10³kg/m³．
（5）小红实验时没有使用量筒，使用天平、水（p_水已知）．盐水和烧杯，也测出了盐水的密度．请你完成她剩余的步骤
①称出空烧杯的质量为m₁；
②往空烧杯内倒入水至标记线，称出烧杯和盐水的总质量m₂；
③将水倒掉擦干后，再往烧杯里倒入盐水至标记线，称出烧杯和盐水的总质量为m₃；
④则盐水的密度表达式：ρ_盐水=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{m}_{3}-m1}$•ρ_水．

Answer 1

分析 （1）托盘天平使用时，首先要调节横梁平衡，根据调节横梁平衡的原则，即可确定怎样移动平衡螺母．
（3）量筒分度值为10ml，平视液面最低处读数；测量过程中，天平不平衡首先通过增减砝码来解决，然后通过调节游码达到平衡．
（4）天平的分度值是0.2g，读数为砝码质量加游码对应的刻度值．已知盐水的体积和质量，利用$ρ=\frac{m}{V}$计算密度；
（5）实验时没有使用量筒，难点是盐水体积的测量，因为水的密度一定，可想办法利用天平测出水的质量，利用密度公式求得水的体积，进而得到盐水的体积．

解答 解：（1）根据调节横梁平衡的原则：横梁向右倾斜向左调节平衡螺母，横梁向左倾斜向右调节平衡螺母．
由题意知，指针指向分度盘的左侧，说明横梁向左倾斜，所以要向右调节平衡螺母．
（3）由图1可知，量筒内盐水的体积是20mL=20cm³．
在测量烧杯和剩余盐水质量时，发现加减砝码总不能使天平平衡，这时应移动游码使横梁平衡；
（4）由图2可知，烧杯和剩余盐水的总质量为m₂=50g+4g=54g，
量筒中盐水的质量为m=m₁-m₂=75g-54g=21g，
盐水的密度为：
$ρ=\frac{m}{V}$=$\frac{21g}{20c{m}^{3}}$=1.05g/cm³=1.05×10³kg/m³．
（5）②往空烧杯内倒入水至标记线，称出烧杯和盐水的总质量m₂，
则水的质量为m_水=m₂-m₁，
由$ρ=\frac{m}{V}$可得，水的体积：
V_水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$，
盐水的体积等于水的体积，即V_盐水=V_水=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}$，
盐水的质量：
m=m₃-m₁，
则盐水的密度：
ρ_盐水=$\frac{m}{{V}_{盐水}}$=$\frac{{m}_{3}-{m}_{1}}{\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{m}_{3}-m1}$•ρ_水．
故答案为：（1）右；（3）20；游码；（4）1.05×10³；（5）②往空烧杯内倒入水至标记线，称出烧杯和盐水的总质量m₂；④$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{m}_{3}-m1}$•ρ_水．

点评 本题目是测定密度的常规实验题，主要考查天平、量筒的读数及密度的基本计算，天平和量筒是初中物理中基本的测量工具，放、调、称、读等都是基本的知识要求，必须掌握扎实牢固．