Question

2．3月22日是国际水资日，为了配合节约用水活动的开展，我校课外兴趣小组对自来水进行了测量研究．
（一）测自来水密度
（1）某同学将天平放在水平台上，调节平衡螺母使横梁平衡．将盛有适量自来水的杯子放在天平左盘内，测其总质量．该同学使用天平时操作的错误之处是未先将游码移到标尺左端的“0”刻度线处．
（2）该同学重新进行了正确的操作，步骤如下．实验顺序应该是cabd；
a、将杯子中的一部分水倒入量筒中（示数如图）
b、测出剩余自来水和杯子的总质量（示数如图）
c、测出水和杯子的总质量为122.6g；
d、算出自来水的密度为1.01×10³kg/m³．
（二）测水龙头出水速度
水的流量是指单位时间内通过某一横截面的水的体积．某同学根据流量设计了如下测量水龙头出水速度的实验步骤：
①测出水龙头出水口的内部直径D；
②打开水龙头使水以适当的速度匀速流出；
③测出时间t内流出水的质量m，请写出水龙头出水速度的表达式v=$\frac{4V}{π{d}^{2}t}$．

Answer 1

分析 （一）（1）在调节平衡前，先将天平放在水平台上，游码置于标尺左端的零刻线处，然后调节平衡螺母；
（2）从减小实验误差和简化实验操作的角度，可对实验的步骤进行科学的安排；利用密度公式计算水的密度；
（二）根据流量的定义得出流量的表达式，则可根据流量除以横截面积得出流速．

解答 解：（一）（1）在调节天平平衡时，应先将天平放在水平台上，并将游码拨到标尺左端的零刻线处，该同学忘了将游码拨到标尺左端的“0”刻度线处了；
（2）在实验过程中，应按照以下步骤：
c、测出水和杯子的总质量为m₂=122.6g，
a、将杯子中的一部分水倒入量筒中，
b、测出剩余自来水和杯子的总质量m₁=50g+10g+2g=62g，
d、算出自来水的密度．
则量筒中水的质量m=122.6g-62g=60.6g，量筒中水的体积V=60ml=60cm³，
自来水的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{60.6g}{60c{m}^{3}}$≈1.01g/cm³=1.01×10³kg/m³，
（二）根据流量的定义，则Q=$\frac{V}{t}$；
所以流速为v=$\frac{Q}{S}$=$\frac{\frac{V}{t}}{π（\frac{d}{2}）^{2}}$=$\frac{4V}{π{d}^{2}t}$．
故答案为：（一）（1）未先将游码移到标尺左端的“0”刻度线处；（2）cabd；1.01×10³；（二）$\frac{4V}{π{d}^{2}t}$．

点评 （一）是测量液体的密度实验，考查了测量的方法、天平和量筒的使用及读数，同时考查了密度的计算；
（二）通过给出流量的概念，让学生计算水的流量，同时根据流量计算流速，考查了对新知识的应用．