Question

5．小宇同学用天平、玻璃杯、量筒等器材测定牛奶的密度：
A．先将天平放在水平桌面上，然后将游码移到标尺左端的零刻线，若发现天平指针位置如图甲所示，则应将平衡螺母向右侧调节．
B．他设计了如下实验方案：
a．用天平称出玻璃杯的质量m₁；
b．将适量牛奶倒入杯中；
c．用天平称出牛奶和玻璃杯总质量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=$\frac{{{m_2}-{m_1}}}{V}$．
（1）你认为这个方案有什么缺点：杯中牛奶不能全部倒入量筒，造成测量出的牛奶体积偏小．
（2）请你提出合理的实验顺序改进这个实验：bcdae．
（3）实验改进后，测出牛奶和玻璃杯总质量m₂=53.4g，测倒出牛奶后玻璃杯质量m₁如乙图，则玻璃杯质量为28.4g．倒入量筒中的牛奶体积如丙图V=24cm³，
（4）算出的牛奶的密度为ρ=1.04g/cm³．

Answer 1

分析 A、天平使用前的调节：若指针左偏，向右调平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处；
（1）先测空玻璃杯质量，将液体倒入玻璃杯测出牛奶和玻璃杯总质量，再将牛奶倒入量筒测体积，这种做法因玻璃杯壁粘液体，测出的体积偏小，算出的密度偏大；
（2）调整一下实验步骤，调整后的顺序应不存在容器壁粘液体而影响密度值的问题；
（3）根据图乙读出玻璃杯的质量；根据图丙读出牛奶的体积；
（4）根据密度公式牛奶的密度．

解答 解：
A、先将天平放在水平桌面上，然后将游码移到标尺左端的零刻度线处；根据图甲可知，天平指针偏向分度盘的左侧，为使天平平衡，应向右调节平衡螺母．
（1）将杯中牛奶倒入量筒中时，因玻璃杯壁粘有少量牛奶，并不能全部倒入，致使测得牛奶的体积偏小，根据公式ρ=$\frac{m}{V}$可知，质量不变，体积变小，计算出的牛奶密度偏大；
（2）正确的做法是：将适量牛奶倒入杯中，测出玻璃杯和牛奶总质量m₂，再将牛奶倒入量筒测体积V，用天平称出玻璃杯的质量m₁；最后计算牛奶的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{V}$．
改变实验顺序，即bcdae．
（3）根据图乙可知，玻璃杯的质量：m₁=20g+5g+3.4g=28.4g；
根据图丙可知，量筒中的牛奶体积：V=24mL=24cm³；
（4）牛奶的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{V}$=$\frac{53.4g-28.4g}{24c{m}^{3}}$=1.04g/cm³．
故答案为：零刻线；平衡螺母；右；（1）杯中牛奶不能全部倒入量筒，造成测量出的牛奶体积偏小；
（2）bcdae；（3）28.4；24；（4）1.04．

点评 用量筒天平测液体的密度时：如果先测空烧杯质量，将液体倒入烧杯测出液体烧杯总质量，再将液体倒入量筒测体积，这种做法因烧杯壁粘液体，测出的体积偏小，算出的密度偏大．还有一种做法是：先用量筒测出体积，再将盐水倒入烧杯测质量，因量筒壁粘牛奶，使测得的质量偏小，密度偏小．