Question

17．为了测定牛奶的密度，小明进行了如下操作：
（1）将托盘天平放于水平桌面上，移动游码至 左端“0”刻度线处，发现指针静止时指在分度盘中央的左侧，则应将平衡螺母向右（ 左/右）调节，使横梁平衡．
（2）往烧杯中倒入适量的牛奶，用天平称出烧杯和牛奶的总质量为73.6g．然后把烧杯中的一部分牛奶倒入量筒．如图甲所示，量筒内牛奶的体积是20 cm³；再称烧杯和剩余牛奶的总质量，天平再次平衡时所用砝码和游码的位置如图乙所示．则倒入量筒内的牛奶的质量为22g．
（3）该牛奶的密度为1.1g/cm³．
（4）另一同学小华利用弹簧测力计、空饮料瓶、水、细线等物品也想出了测牛奶的密度的方法．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，拧紧瓶盖，用弹簧测力计测出瓶和水的总重力G₂，计算水的体积为$\frac{{G}_{2}-{G}_{1}}{{ρ}_{水}g}$（用测出物理量的字母表示，水的密度用ρ水表示）；
③将空饮料瓶中的水倒掉并擦干，；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）天平在调节时应先将游码移至标尺的零刻线处，再调节平衡螺母，指针左偏往右调节平衡螺母．
（2）在进行量筒的读数时，要注意量筒的分度值，视线与液面的凹底相平．在称量过程中，不能再移动平衡螺母．
天平平衡时，被测物体的质量等于砝码质量加游码在标尺上所对的刻度值．
（3）计算出牛奶样品的密度；
（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）平使用前首先将天平放到水平台上，将游码拨到标尺上的零刻度线处，调节螺母使指针指在刻度盘中央或左右摆动幅度相等．平衡调节原则：右偏左调，左偏右调，先快后慢．根据题意，指针左移，所以平衡螺母向右调节；
（2）读取量筒液体的体积时，视线与液面（凹液面的底部）相平，凹面正好在20ml处，所以量筒内牛奶的体积：V=20ml=20cm³，
根据题意：烧杯和剩下的牛奶的总质量：m_剩=50g+1.6g=51.6g，
已知，烧杯与牛奶的总质量：m_总=73.6g，
所以倒入量筒内的液体的质量m=m_总-m_剩=73.6g-51.6g=22g；
（3）牛奶的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{22g}{20c{m}^{3}}$=1.1g/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，还需用这只瓶子再装满牛奶进行测量，具体操作为：将空饮料瓶中的水倒掉并擦干，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）右；（2）20；22；（3）1.1；（4）②$\frac{{G}_{2}-{G}_{1}}{{ρ}_{水}g}$；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；④$\frac{{G}_{3}-{G}_{1}}{{G}_{2}-{G}_{1}}•{ρ}_{水}$．

点评 本题是测定密度的常规实验题，主要考查天平、量筒的读数及密度的基本计算，天平和量筒是初中物理中基本的测量工具，放、调、称、读等都是基本的知识要求，必须掌握扎实牢固．