Question

15．在“測(cè)量鹽水的密度”的探究實(shí)驗(yàn)中：
（1）某小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟：
①把天平放在水平臺(tái)面上；
②將游碼移至天平標(biāo)尺左端的零刻度線(xiàn)處；
③把裝有適量鹽水的燒杯放在天平的左盤(pán)中，用鑷子向右盤(pán)中增、減砝碼并移動(dòng)游碼直至天平橫梁平衡，記下鹽水和燒杯的質(zhì)量m；
④將一部分鹽水倒入量筒中，記下量筒中鹽水的體積V；
⑤根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算出鹽水的密度ρ．
（1）以上設(shè)計(jì)在②、③之間和④、⑤之間缺少兩個(gè)重要步驟和某個(gè)需要測(cè)量的物理量，請(qǐng)?jiān)敿?xì)敘述缺少的操作過(guò)程和需要測(cè)量的物理量并加注字母．
在②、③之間加入的步驟：調(diào)節(jié)天平橫梁兩端的平衡螺母至指針指在分度盤(pán)的中線(xiàn)，使橫梁平衡；
在④、⑤之間加入的步驟：用天平測(cè)出燒杯和剩余鹽水的質(zhì)量m₀．
（2）用測(cè)得的物理量字母表示鹽水的密度ρ=$\frac{m-{m}_{0}}{V}$．
（3）請(qǐng)你說(shuō)明步驟③中的“適量”的要求是燒杯中的鹽水不能過(guò)多，超出天平的量程，但是也不能過(guò)少，否則不能達(dá)到倒入量筒中鹽水的體積要求
步驟④中對(duì)倒入量筒中鹽水的體積建議是為便于計(jì)算處理數(shù)據(jù)，倒入量筒的鹽水體積最好是10cm³、20cm³等整刻度．

Answer 1

分析 （1）天平使用前的調(diào)節(jié)平衡：把天平放在水平桌面上，把游碼移至天平標(biāo)尺左端的零刻度線(xiàn)處，調(diào)節(jié)橫梁兩端的平衡螺母，使指針指在分度盤(pán)的中線(xiàn)處；
測(cè)量液體密度步驟：用調(diào)平的天平測(cè)量出燒杯與液體的總質(zhì)量，將部分液體倒入量筒測(cè)量出體積，測(cè)量剩余液體與燒杯的總質(zhì)量；
（2）測(cè)量出了鹽水的質(zhì)量和體積，利用密度公式求鹽水的密度；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中液體過(guò)多或過(guò)少造成的影響分析；
（4）物理實(shí)驗(yàn)中對(duì)可控?cái)?shù)據(jù)一般設(shè)置為整數(shù)，便于后期的數(shù)據(jù)處理．

解答 解：
（1）在上述實(shí)驗(yàn)步驟中，使用天平前還沒(méi)有調(diào)節(jié)天平平衡，所以在在②、③直接加入的步驟：調(diào)節(jié)橫梁兩端的平衡螺母，使指針指在分度盤(pán)的中線(xiàn)處；
測(cè)出量筒內(nèi)鹽水的體積，還需要測(cè)量出量筒中鹽水的質(zhì)量，即總質(zhì)量與剩余鹽水與燒杯的質(zhì)量之差，所以在③、④之間加入的步驟：用天平測(cè)出燒杯和剩余鹽水的質(zhì)量m₀；
（2）量筒中鹽水的質(zhì)量：m_鹽水=m-m₀，
鹽水的密度：
ρ=$\frac{{m}_{鹽水}}{{V}_{鹽水}}$=$\frac{m-{m}_{0}}{V}$；
（3）鹽水的質(zhì)量如果過(guò)多，可能會(huì)超過(guò)天平的稱(chēng)量；如果過(guò)少，倒入量筒后不便于測(cè)量體積；
（4）為便于計(jì)算處理數(shù)據(jù)，倒入量筒的鹽水體積最好是10 cm³、20 cm³等整刻度．
故答案為：
（1）調(diào)節(jié)天平橫梁兩端的平衡螺母至指針指在分度盤(pán)的中線(xiàn)，使橫梁平衡；用天平測(cè)出燒杯和剩余鹽水的質(zhì)量m₀；
（2）$\frac{m-{m}_{0}}{V}$；
（3）燒杯中的鹽水不能過(guò)多，超出天平的量程，但是也不能過(guò)少，否則不能達(dá)到倒入量筒中鹽水的體積要求；
（4）為便于計(jì)算處理數(shù)據(jù)，倒入量筒的鹽水體積最好是10 cm³、20 cm³等整刻度．

點(diǎn)評(píng) 本題考查天平的使用、量筒的使用、固體密度的測(cè)量，屬于中檔題．應(yīng)注意問(wèn)題有：（1）天平的兩次平衡調(diào)節(jié)方法易混；（2）測(cè)量形狀不規(guī)則固體的體積的方法（排水法）．