Question

9．小冬同学非常喜欢做物理实验，有一次在实验室测量“光明”牌牛奶的密度．

（1）用已调节好的托盘天平采用如图甲的方法测一杯牛奶的质量时，小冬发现砝码不能使天平平衡，经调节平衡螺母，天平横梁再次平衡．老师发现小冬的这次操作中出现了两处错误，请你指出其中一处错误并写出纠正方法．错误是：用手拿砝码．纠正为使用镊子向盘中加减砝码．
（2）小冬纠正错误后再次测量这杯牛奶的质量．当天平平衡时，盘中的砝码和游码的位置如图乙所示，则烧杯和牛奶的总质量为176.6g．
（3）为测出牛奶的密度，小冬设计了如下实验方案：
A．用天平称出烧杯质量m₁              B．将适量牛奶倒入烧杯中
C．用天平称出烧杯和牛奶的总质量m₂    D．将杯中牛奶倒入量筒中，测出牛奶的体积V
E．计算牛奶的密度ρ=$\frac{（{m}_{2}-{m}_{1}）}{V}$
经同学们评估，这个方案测出牛奶密度值比真实值偏大（填“偏大”或“偏小”或“不变”）需作改进，小冬思考后，将实验步骤顺序进行了调整，你认为合理的顺序为BCDAE．（填写字母序号）

Answer 1

分析 （1）使用天平测量物体质量时，不能使用手直接拿放砝码．同时物体要放在左盘，砝码要放在右盘．天平使用前，游码要归零．
（2）使用天平测量时，因游码向右的移动相当于增加右盘的质量，物体的质量等于右盘中砝码的质量加上游码的示数即为物体质量．
（3）要测量牛奶的密度，需要测得牛奶的质量和体积．
利用步骤A和B，可以得到牛奶的质量．步骤C将玻璃杯中的牛奶倒入量筒测量体积时，有部分牛奶会沾在杯壁上，导致量筒中牛奶的体积略小于玻璃杯中的体积，由ρ=$\frac{m}{V}$可以看出，测量体积值偏小，牛奶密度偏大．

解答 解：（1）天平使用时，要使用镊子向盘中加减砝码，不能用手直接拿放；同时物体要放在左盘，砝码要放在右盘，位置不能放错．天平使用前，游码要归零，故图中错误有：①用手拿砝码；纠正：使用镊子向盘中加减砝码；②右盘放物体，左盘放砝码，放反了；纠正：左盘放物体，右盘放砝码；
（2）用托盘天平测物体的质量：物体的质量为m=100+50g+20g+5g+1.6g=176.6g；
（3）先测出烧杯中牛奶的质量后，再将牛奶倒入量筒中测体积时，有些牛奶沾在烧杯壁上，则体积测量值偏小，根据密度公式ρ=$\frac{m}{V}$知测得的牛奶密度偏大；
将实验步骤顺序进行了调整，先测出烧杯和牛奶的总质量，倒出牛奶后，再测量烧杯的质量，就会避免了牛奶倒不净的问题，所以合理的顺序为：BCDAE．
故答案为：（1）用手拿砝码；使用镊子向盘中加减砝码；（2）176.6；（3）偏大；BCDAE．

点评 本题是一道测量物体密度的实验题，测量过程中不可避免地存在误差，在条件允许的情况下，应该优化实验过程减小误差．