Question

6．椰汁是同学们非常喜欢的一种饮料，在学习了密度知识以后，小娜拿着一盒椰汁饮料想测量它的密度．她来到物理实验室，利用天平和砝码、量筒、椰汁进行了如下实验：
（1）①把天平放在水平台上，将游码放在标尺左端零刻度线处，此时天平的指针静在如图甲所示的位置，应向右（填“左”或“右”）调节平衡螺母，使横梁平衡．
②用天平测出椰汁的和盒的总质量为128g，将适量椰汁倒入量筒中，如图乙所示，则量筒内椰汁的体积为V．
③再用天平测出剩余椰汁和盒的总质量砝码的质量和游码在标尺上的位置如图丙所示，则量筒中椰汁的质量为67.4．
④经计算可知椰汁的密度为1.01g/cm³．
（2）暑假时爸爸给小娜带回来一个椰子，小娜感觉椰汁十分可口，她想这椰汁与她所喝的饮料椰汁密度是否相同呢？于是，她找来了两个量筒、足够的水、盆、剪刀、一个空的椰汁饮料盒和记号笔，测出了椰汁的密度．实验过程如下，请你帮她补充完整．
①用剪刀将饮料盒的上端剪开，装入适量的椰汁，放入水盆中使其竖直漂浮，并用记号笔在盒上作出水面位置的标记．
②将盒中的椰汁全部倒入量筒，测出其体积为V₁．
③向盒中装水，放入水盆中使其竖起漂浮，调节盒中水的质量直到盆中水面达到标记处．
④将盒中的水全部倒入量筒测出其体积为V₂．
⑤椰汁密度的表达式为ρ_椰汁=$\frac{{V}_{2}{ρ}_{水}}{{V}_{1}}$（用物理量的符号表示）．

Answer 1

分析 （1）天平的调节和读数、量筒的读数都有相应的规则要求，对照要求可得出相应的答案，利用密度的公式进行计算可椰汁的密度；
（2）这种测量方法的难点在于没有天平，无法测量液体的质量，实验设计中，主要采取了等效替代的方法，借助浮力的知识，用排开水的质量替代椰汁的质量，并最终利用公式表示出椰汁的密度．

解答 解：（1）①调节天平前应先将游码移至标尺的零刻度线处，图甲中指针偏左，说明左侧质量偏大，应向右移动平衡螺母；
②读图可知，图乙中量筒的示数为60cm³；
③读图丙可知，剩余椰汁和盒的总质量为50g+10g+5g+2.4g=67.4g，量筒中椰汁的质量=128g-67.4g=60.6g；
④椰汁的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{60.6g}{60c{m}^{3}}$=1.01g/cm³；
（2）③盒中装入水，调节至分盆中水面达到先前标记的位置时，说明此时两次的排水质量相同，也就是盒中水的质量与先前盒中椰汁的质量相同；
④再用量筒量出盒中这部分水的体积，就可以利用公式计算出水的质量了，也就可以得出椰汁的质量；
⑤椰汁密度的表达式ρ_椰汁=$\frac{{m}_{椰汁}}{{V}_{1}}$=$\frac{{m}_{水}}{{V}_{1}}$=$\frac{{V}_{2}{ρ}_{水}}{{V}_{1}}$．
故答案为：（1）右；67.4；1.01；
（2）③达到标记处；④将盒中的水全部倒入量筒测出其体积为V₂；⑤$\frac{{V}_{2}{ρ}_{水}}{{V}_{1}}$．

点评 两个实验都是测量椰汁的密度，不同的是第一个方案是实验室中最常用的基本方案，利用了天平与量筒来进行测量，是我们应该掌握的基本要求，而第二个方案而是在没有量筒的情况下，借助等效替代的方法，利用水的密度和浮力的知识，巧妙求出椰汁的质量，进而求出密度的方法，值得我们借鉴．