Question

20．小东利用弹簧测力计、空饮料瓶、水（密度ρ_水已知）、细线等器材测量酱油的密度．
（1）请你将下面操作步骤中的空白处填写完整：
①用弹簧测力计测出空饮料瓶的重力G₁；
②在空饮料瓶中装满水把盖子拧紧，用弹簧测力计测出瓶和水的总重力G₂，计算水的体积为V=$\frac{{G}_{2}-{G}_{1}}{{ρ}_{水}g}$（用测出物理量的字母表示，水的密度ρ_水已知）；
③把饮料瓶中的水倒干净，在空饮料瓶中装满酱油把盖子拧紧，用弹簧测力计测出瓶和酱油的总重力G₃（说出具体做法并用字母表示所测量的物理量）；
④计算酱油的密度ρ=$\frac{{（{G_3}-{G_1}）{ρ_水}}}{{{G_2}-{G_1}}}$．（用测出的物理量的字母表示）
（2）在此实验中，测量前对弹簧测力计的使用应注意哪些事项？

Answer 1

分析 （1）利用题目中所方法测酱油密度，遇到的关键困难是要解决如何测酱油的体积，这里是借助了水来进行等效替代．因此，按照这一思路结合密度的公式可完成本实验；
（2）弹簧测力计的使用要求：
①观察测力计的量程及分度值，加在测力计上的力不能超过其量程；
②使用前将测力计的指针调到零；
③使用时力的方向应与弹簧的轴线一致．

解答 解：（1）由①②可得，水的重力G=G₂-G₁，
则水的质量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{{G}_{2}{-G}_{1}}{g}$，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的体积为V=$\frac{m}{{ρ}_{水}}$=$\frac{\frac{{G}_{2}-{G}_{1}}{g}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{G}_{2}-{G}_{1}}{{ρ}_{水}g}$；
③为了测出与水同体积的酱油，还需用这只瓶子再装满酱油进行测量，具体操作为：把饮料瓶中的水倒干净，在空饮料瓶中装满酱油把盖子拧紧，用弹簧测力计测出瓶和酱油的总重力G₃；
则酱油的质量m_酱油=$\frac{{G}_{3}-{G}_{1}}{g}$，
酱油的体积等于水的体积V=$\frac{{G}_{2}-{G}_{1}}{{ρ}_{水}g}$；
酱油的密度ρ_酱油=$\frac{{m}_{酱油}}{V}$=$\frac{\frac{{G}_{3}-{G}_{1}}{g}}{\frac{{G}_{2}-{G}_{1}}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{{（{G_3}-{G_1}）{ρ_水}}}{{{G_2}-{G_1}}}$；
（2）在使用弹簧测力计前，观察在竖直方向上秤钩不受拉力时，指针是否指在0刻度线，否则，在竖直方向上调零；再观察量程和分度值．
故答案为：（1）②V=$\frac{{G}_{2}-{G}_{1}}{{ρ}_{水}g}$；
③把饮料瓶中的水倒干净，在空饮料瓶中装满酱油把盖子拧紧，用弹簧测力计测出瓶和酱油的总重力G₃；④$\frac{{（{G_3}-{G_1}）{ρ_水}}}{{{G_2}-{G_1}}}$；．
（2）观察在竖直方向上秤钩不受拉力时，指针是否指在0刻度线，否则，在竖直方向上调零；再观察量程和分度值

点评 在没有天平和量筒的情况下测酱油的密度，这里考虑的解决方案是，用弹簧测力计代替天平，测出重力再求质量；用水的体积替代酱油的体积，用等效替代求出酱油的体积，最后再用公式求出密度．