Question

19．小明为了测量盐水的密度，进行了如下实验：
（1）把天平放在水平台上，游码移至零刻线处，发现天平横梁左高右低，此时应向左（选填“左”或“右”）调节平衡螺母．
（2）用调节好的天平测得空烧杯的质量m₁=30g．
（3）把盐水倒入量筒中，测得盐水体积V，如图甲所示．
（4）把量筒中的盐水倒入烧杯中，测得烧杯和盐水的总质量m₂=76 g，如图乙所示，盐水密度为ρ=1.15 g/cm²．
（5）以上方法测出的盐水密度值比真实值偏小（选填“偏大”或“偏小”）．
（6）小明发现手边有一块橡皮，他想知道橡皮的密度，于是他巧妙利用图乙所示的天平状态，按以下的步骤测出了橡皮的密度．
①用细线栓着橡皮慢慢的浸入盐水中，发现天平逐渐向左倾斜，说明浮力的大小与排开盐水的体积有关．
②用细线拴着橡皮浸没在盐水中（石块未接触烧杯底且盐水未溢出），天平的读数增大了△m₁．
③将橡皮缓慢沉入烧杯底部，放开细线，天平的读数再增大了△m₂，则橡皮密度的表达式ρ_密度=$\frac{△{m}_{1}+△{m}_{2}}{△{m}_{1}}•{ρ}_{盐水}$（用△m₁•△m₂及盐水密度ρ表示）

Answer 1

分析 （1）在调节天平时，应将平衡螺母向横梁上翘的一端移动；
（4）物体质量等于砝码质量加游码对应的刻度；烧杯与盐水的总质量减去烧杯的质量即得量筒内盐水的质量，根据密度公式ρ=$\frac{m}{V}$就可以求出盐水的密度；
（5）量筒内的水不能够全部导入烧杯中，测量出盐水的体积偏小，由密度计算公式分析密度的变化；
（6）用细线栓着橡皮浸没在盐水中，橡皮受到盐水的浮力，橡皮给盐水一个反作用力，所以天平的示数增大，求出橡皮的体积；
让橡皮浸没在烧杯底部，不是细线拉力作用，此时天平增大示数等于橡皮的质量；
根据橡皮的质量和体积求出其密度．

解答 解：（1）天平横梁左高右低，说明右侧质量稍大，因此，应将平衡螺母向左侧移动；
（4）读图乙可知，盐水的质量为：50g+20g+5g+2g=77g，
读图甲可得，盐水的体积为：40ml=40cm³，
盐水的密度：ρ=$\frac{m}{V}$═2.6g/cm³．
（5）量筒内壁上会沾有盐水，导致倒入烧杯内的盐水偏少，测量出盐水的质量偏小，由密度计算公式ρ=$\frac{m}{V}$可知，计算出的密度值偏小；
（6）根据①可知，F_浮=△m₁g=ρ_盐水gV_排，所以V=V_排=$\frac{△{m}_{1}}{{ρ}_{盐水}}$；
②要测量橡皮的质量，需将橡皮缓慢沉入烧杯底部，放开细线，读出天平增大的示数△m₂；
则橡皮的质量m=△m₂+△m₁；
石块的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{△{m}_{1}+△{m}_{2}}{\frac{△{m}_{1}}{{ρ}_{盐水}}}$=$\frac{△{m}_{1}+△{m}_{2}}{△{m}_{1}}•{ρ}_{盐水}$．
故答案为：（1）左；
（2）76；1.15；偏小；
（6）排开盐水的体积；$\frac{△{m}_{1}+△{m}_{2}}{△{m}_{1}}•{ρ}_{盐水}$．

点评 本实验考查了固体密度的测量方法，主要考查了天平的调节与读数，量筒的读数，利用密度公式进行简单的计算等，都是熟练掌握的内容；最后一问有一定的难度，巧妙地利用阿基米德原理测量出物体的体积，利用等效替代法测出橡皮的重力，是解决此题的关键．