题目内容
16．小明和小霞想测量一瓶食用油的密度（装油1.5L，总质量约1.4kg，如图甲），实验器材有一个小型电子天平（直接显示放在其上的物体质量，如图丙）、水平工作台、足量的水、大水槽、细线、记号笔、一块密度比水大的橡皮擦、干毛巾、一只烧杯和一个量筒，请回答：
（1）食用油装在有盖子的薄塑料瓶内，小明想先判断一下其中食用油的密度范围，于是将整个油瓶放入有水的水槽中，稳定后的状态如图乙所示，若瓶子自身重力可忽略不计，则初步可知食用油的密度小于水的密度（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
（2）从丙图观察电子天平铭牌可知，其最大可测的质量为1000g；小明想直接用电子天平测这瓶食用油的总质量，但被小霞阻止了，原因是食用油的质量大于电子天平的最大测量值．
（3）小霞测食用油密度的方法为：
①先把空烧杯放在电子天平上，记下此时电子天平示数为m1；
②将烧杯中装入适量食用油再放在电子天平上，记下此时电子天平示数为m2；
③将烧杯中的食用油部分倒入量筒中，读出此时量筒中的食用油的体积V；
④用电子天平测出烧杯和剩余油的质量为m3；
该方法中有一步是多余的，为①（填步骤序号）；
则食用油密度表达式为ρ油=$\frac{{m}_{2}-{m}_{3}}{V}$．
（4）小明在测量过程中量筒不幸损坏，为继续实验，他又用以下两种方法来测量食用油密度：
方法一：
①在水平放置的电子天平上测出空烧杯质量为102.0g；
②将烧杯装入适量食用油，用记号笔在烧杯外壁做好液面标记，再放在电子天平上记下此时电子天平示数为148.6g：
③往装食用油的烧杯中沿杯壁缓慢加水，直至油层下的水面刚好到达之前的标记处，此时电子天平示数为198.6g； （注：水与油不相溶）
则食用油密度为ρ油=0.932g/cm3．
方法二：
①将烧杯装入适量水并放在电子天平上，记下此时电子天平示数为150.0g；
②将橡皮擦用细线绑好并浸没入水中（未接触烧杯），记下此时电子天平示数为160.0g；
（a）则橡皮擦体积为V=10cm3．
③将橡皮擦从水中取出，同时把烧杯中的水倒掉，然后用干毛巾擦干橡皮擦和烧杯；
④将烧杯装入适量食用油并重新放在电子天平上，记下此时电子天平示数为170.0g；
⑤用细线将橡皮擦浸没入食用油中（未接触烧杯），记下此时电子天平示数为179.2g
（b）则食用油密度为ρ油=0.92g/cm3
（c）橡皮擦由橡胶制成，水分和油类都有可能被吸入，假设橡皮擦在实验过程中不吸水，但会吸少量的油（体积不膨胀），则由方法二测得的食用油密度将比真实值偏小（选填“大”或“小”）．
分析 （1）物体漂浮时物体的密度小于液体的密度；
（2）有图知电子天平的最大测量值，被测物体的质量不能大于电子天平的最大测量值；
（3）根据ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{3}}{V}$测出食用油的密度，没有必要测量空烧杯的质量；
（4）①食用油和烧杯的总质量减去空烧杯的质量得食用油的质量；食用油、水、和烧杯的总质量减去食用油和烧杯的总质量得到水的质量，根据V=$\frac{m}{ρ}$算出水的体积也就是食用油的体积，在根据ρ=$\frac{m}{V}$算出食用油的密度；
②a、放入橡皮后用线拉着，增加的重量等于重力减拉力也就是浮力，根据V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$算出橡皮的体积；b、放入橡皮后用线拉着，增加的重量等于重力减拉力也就是浮力，根据ρ油=$\frac{{F}_{浮}}{{g}_{{V}_{排}}}$算出食用油的密度；
c、由于橡皮吸油，排开油的体积偏小，有的质量也偏小，密度也偏小．
解答 解：（1）物体漂浮时物体的密度小于液体的密度；
（2）有图知电子天平的最大测量值为1000g，被测物体的质量不能大于电子天平的最大测量值，因为物体的质量为1.4kg=1400g大于电子天平的最大测量值，所以不能测量；
（3）食用油的质量m=m2-m3，根据ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{3}}{V}$，没有必要测量空烧杯的质量m1；
（4）方法一：
①食用油和烧杯的总质量减去空烧杯的质量得食用油的质量：m油=148.6g-102.0g=46.6g；
②食用油、水、和烧杯的总质量减去食用油和烧杯的总质量得到水的质量：m水=198.6g-148.6g=50g，根据V水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{50g}{1g/c{m}^{3}}$=50cm3，
又因为V油=V水=50cm3；
③根据ρ油=$\frac{{m}_{油}}{{V}_{油}}$=$\frac{46.6g}{50c{m}^{3}}$=0.932g/cm3
方法二：
a、放入橡皮后用线拉着，增加的重量等于重力减拉力也就是浮力：△G=F浮，△m=ρ水V水=160.0g-150.0g=10.0g，根据V水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{10.0g}{1.0g/c{m}^{3}}$=10cm3，V橡=V水=10cm3；
b、放入橡皮后用线拉着，增加的重量等于重力减拉力也就是浮力：△G=F浮，根据ρ油=$\frac{{F}_{浮}}{gV}$=$\frac{△G}{gV}$=$\frac{△mg}{gV}$=$\frac{△m}{V}$=$\frac{179.2g-170.0g}{10c{m}^{3}}$=0.92g/cm3
c、由于橡皮吸油，排开油的体积偏小，有的质量也偏小，根据ρ=$\frac{m}{V}$知，测得的密度偏小．
故答案为：（1）小于；（2）1000；食用油的质量大于电子天平的最大测量值；（3）①；$\frac{{m}_{2}-{m}_{3}}{V}$；（4）0.932；10；0.92；小．
点评 实验过程不可避免地存在误差，我们在设计实验时，应该考虑到导致误差增大的因素，可能的情况下进行优化设计，以达到减小误差的目的．
（1）小明按如图1所示方式，用弹簧测力计拉木块在水平木板上做匀速直线运动，这时弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的摩擦力一定不（填“一定”、“可能”或“一定不”）是平衡力，理由拉力和摩擦力不在同一直线上；
（2）小明纠正了操作，得出正确的实验数据如表所示：分析1、3（选填序号）两次实验数据可以得出摩擦力与接触面粗糙程度有关；
| 序号 | 接触面 | 压力/N | 摩擦力/N |
| 1 | 木块与木板 | 2.0 | 0.4 |
| 2 | 木块与木板 | 2.5 | 0.5 |
| 3 | 木块与砂纸 | 2.0 | 0.6 |
（4）实验结束后，小明同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关，他用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力，然后将木块沿竖直方向锯掉一半，测得摩擦力的大小也变为原来的一半．她由此得出：当接触面的粗糙程度一定时，接触面越小，摩擦力越小．你认为他的结论正确吗？不正确，理由是：没有控制压力一定．
如图所示，把挂衣钩的吸盘紧贴在竖直墙上，在挂衣钩上挂一个重为50牛的物体后处于静止．若不计整个挂衣钩的重，则挂衣钩的吸盘受到的摩擦力大小为50牛．这是利用大气压的作用，让吸盘与墙之间产生较大的压力，从而产生了足够大的摩擦力．
| A． | 玩滑板时尽量降低重心是为了增加板对地的压力 | |
| B． | 滑板在地面滑行是因为人和滑板具有惯性，当惯性消失，滑板就停下来 | |
| C． | 人对滑板的压力和滑板对人的支持力是一对平衡力 | |
| D． | 滑板底部安装轮子是为了用滚动代替滑动从而减小摩擦力 |
用图1所示的装置探究摩擦力跟压力大小的关系．（1）实验时，根据二力平衡原理，要使弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小，必须拉动木块在水平木板上做匀速直线运动．
（2）某次实验中弹簧测力计的指针位置如图甲所示，它的示数是1.6N．
（3）改变木块上所加钩码的个数进行多次实验，记录的数据如表所示，请根据表中的数据，在图2中画出摩擦力随压力大小变化的关系图象．
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 压力F/N | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 摩擦力f/N | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.4 |
（5）实验结束后，小丽同学想探究摩擦力是否与接触面积的大小有关，她用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力，然后将木块沿竖直方向锯掉一半，测得摩擦力的大小也变为原来的一半．她由此得出：当接触面的粗糙程度一定时，接触面积越小，摩擦力越小．你认为她的结论正确吗？不正确，理由是：将木块沿竖直方向锯掉一半时，不仅接触面积减小为一半，而且木块对桌面的压力也减小为一半了．