Question

8．小惠同学为了测量德化高山茶油的密度，进行以下实验：
（1）把天平放在水平桌面上，将游码移到称量标尺零刻度处，发现指针静止在分度标尺中央刻度线的右侧，此时应将平衡螺母向左（选填“左”或“右”）调节，使天平平衡．
（2）用调节好的天平测量茶油和烧杯的总质量，操作情景如图1所示，错误之处是：测量时调节平衡螺母．
（3）重新调节好天平，小惠称得茶油和烧杯的总质量为60g，然后将一部份茶油倒入量筒中，如图2所示；再将烧杯放在天平上，称得剩余茶油和烧杯的总质量如图3所示，由此可知：量筒中茶油的体积是32cm³，量筒中茶油的质量是28.8g，茶油的密度是0.9g/cm³．
（4）另一同学想测出某品牌牛奶的密度，为此他利用实验台上的弹簧测力计、空饮料瓶、水、细线等物品来测量．其操作步骤是：
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，用弹簧测力计测出瓶和水的总重力G₂，计算水的体积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在空饮料瓶中装满牛奶，用弹簧测力计测出瓶和牛奶的总重力G₃；（说出具体方法和要测出的物理量并用字母表示）
④计算牛奶密度ρ=$\frac{{G}_{3}-{G}_{1}}{{G}_{2}-{G}_{1}}{ρ}_{水}$．（用测出的物理量的字母表示）

Answer 1

分析 （1）天平的正确使用：把天平放到水平桌面上；把游码移到标尺左端零刻线处；调节平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处．
（2）在使用天平称量物体的质量时，通过增减砝码和移动游码使天平平衡；
（3）用天平测物体质量时，物体的质量等于砝码的质量加上游码所对刻度，而要准确读出游码所对刻度，必须明确标尺的分度值及以游码左端所对刻度为准；读取量筒液体的体积时，视线与液面（凹液面的底部）相平；
已知茶油和烧杯的总质量，读出量筒中剩余茶油和烧杯的总质量，可求得量筒中茶油的质量，量筒中茶油的体积可从量筒中读出．
然后，利用密度公式ρ=$\frac{m}{V}$可求出其密度；
（4）利用题目中所方法测牛奶密度，遇到的关键困难是要解决如何测牛奶的体积，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．

解答 解：（1）用托盘天平测量物体质量时，把天平放置在水平桌面上易于操作的地方；游码移到标尺左端的零刻度处，然后调节平衡螺母，平衡螺母向上翘的一端移动，即若发现指针静止时指在分度盘中央刻度线的右侧，要使横梁平衡，应将平衡螺母向左调节．
（2）在使用天平称量物体的质量时，通过增减砝码和移动游码使天平平衡，不能再移动平衡螺母；
（3）剩余茶油和烧杯的总质量是砝码20g+10g，游码刻度1.2g，共20g+10g+1.2g=31.2g；根据题意，量筒里茶油的质量是：m=60g-31.2g=28.8g．
由图知，量筒中茶油的体积是V=32cm³，则茶油的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{28.8g}{32c{m}^{3}}$=0.9g∕cm³．
（4）②水的体积V=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{\frac{{G}_{水}}{g}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{G}_{2}-{G}_{1}}{{ρ}_{水}g}$；
③为了测出与水同体积的牛奶，我人还需用这只瓶子再装满牛奶进行测量，具体操作为：在空饮料瓶中装满牛奶，用弹簧测力计测出瓶和牛奶的总重力G₃；
④牛奶的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{{G}_{3}-{G}_{1}}{g}}{\frac{{G}_{2}-{G}_{1}}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{{G}_{3}-{G}_{1}}{{G}_{2}-{G}_{1}}{ρ}_{水}$．
故答案为：
（1）水平桌面上；左；
（2）测量时调节平衡螺母；
（3）32；28.8；0.9；
（4）$\frac{{G}_{2}-{G}_{1}}{{ρ}_{水}g}$；在空饮料瓶中装满牛奶，用弹簧测力计测出瓶和牛奶的总重力G₃；$\frac{{G}_{3}-{G}_{1}}{{G}_{2}-{G}_{1}}{ρ}_{水}$．

点评 测量密度的实验题是常规性实验题，要掌握天平、量筒的正确使用及密度的计算公式，属于中等题．