Question

13．我國(guó)石油儲(chǔ)量豐富，為了測(cè)量某油井所產(chǎn)石油的密度，實(shí)驗(yàn)小組收集了某井所產(chǎn)石油樣品進(jìn)行了如下測(cè)量（常溫下石油為粘稠的液態(tài)）：
（1）a．把天平放在水平桌面上，將游碼移至左端的零刻線處后，發(fā)現(xiàn)指針在分度盤上的位置如圖甲所示，此時(shí)應(yīng)將平衡螺母向左（選填“左“或“右”）調(diào)節(jié)使天平平衡．
b．取適量石油樣品油倒入燒杯，用天平測(cè)出燒杯和樣品油的總質(zhì)量，如圖乙所示，則m₁=71.8g．
c．然后將燒杯中部分樣品油倒入量筒中，測(cè)出燒杯和剩余樣品油的總質(zhì)量m₂=21.2g，則量筒中樣品油的質(zhì)量為50.6g．
d．讀出量筒中樣品油的體積V46cm³，如圖丙所示．
e．利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出樣品油的密度ρ=1.1g/cm³．
（2）小明在做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)用彈簧測(cè)力計(jì)、燒杯、水和一個(gè)小鐵塊（帶細(xì)線），也測(cè)出來(lái)石油樣品的密度：
A．用測(cè)力計(jì)測(cè)出鐵塊的重力G；
B．測(cè)出鐵塊完全浸沒(méi)在水中時(shí)的拉力F₁；
C．測(cè)出彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出小鐵塊浸沒(méi)在食用油中（不接觸杯底）時(shí)受到的拉力F₂；
D．則石油樣品的密度表達(dá)式為$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}$×ρ_水．

Answer 1

分析 （1）調(diào)節(jié)天平橫梁平衡時(shí)，指針偏向右側(cè)，說(shuō)明天平的右端下沉，平衡螺母向上翹的左端移動(dòng)；
燒杯和樣品油的總質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加游碼對(duì)應(yīng)的刻度值；
弄清量筒的分度值，根據(jù)液面對(duì)應(yīng)的刻度讀出量筒中樣品油的體積；知道樣品油的質(zhì)量和體積，根據(jù)密度公式求出樣品油的密度；
（2）在沒(méi)有天平，液體質(zhì)量無(wú)法直接測(cè)量時(shí)，往往需要利用浮力知識(shí)間接測(cè)量． 解決此題的關(guān)鍵是知道小鐵塊受到的重力G減去它浸沒(méi)在液體中受到的拉力F即為小鐵塊浸沒(méi)在液體中受到的浮力（F_浮=G-F_拉）．根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)可求出小鐵塊在水中受到的浮力，再結(jié)合浮力的計(jì)算公式F=ρ_水gV求出小鐵塊的體積；再求出小鐵塊在食用油中受的浮力，根據(jù)公式F=ρ_油gV便可求得食用油的密度．

解答 解：（1）調(diào)節(jié)天平橫梁平衡時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針在分度盤標(biāo)尺上的位置如圖甲所示，指針偏向分度盤的右側(cè)，說(shuō)明天平的右端下沉，平衡螺母向上翹的左端移動(dòng)；
如圖乙所示，燒杯和樣品油的總質(zhì)量：m₁=50g+20g+1.8g=71.8g，
如圖丙所示，量筒中樣品油的體積：V=46ml=46cm³，
量筒中樣品油的質(zhì)量：m=m₁-m₂=71.8g-21.2g=50.6g，
樣品油的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{50.6g}{46c{m}^{3}}$=1.1g/cm³；
（2）C、用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出小鐵塊浸沒(méi)在食用油中（不接觸杯底）時(shí)受到的拉力，記為F₂；
小鐵塊浸沒(méi)在水中時(shí)受的浮力：F_浮=G-F₁=ρ_水gV，
所以小鐵塊的體積：V=$\frac{G-{F}_{1}}{{ρ}_{水}g}$；
小鐵塊浸沒(méi)在食用油中受的浮力：F_浮′=G-F₂=ρ_油gV，
所以食用油的密度表達(dá)式：ρ_油=$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}$×ρ_水．
故答案為：（1）左；71.8；50.6g；46cm³；1.1；
（2）彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出小鐵塊浸沒(méi)在食用油中（不接觸杯底）時(shí)受到的拉力；$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}$×ρ_水．

點(diǎn)評(píng) 本題是非常規(guī)題，難度較大，聯(lián)系到浮力知識(shí)才能解答，以后做題要多讀幾遍題目，認(rèn)真思考，培養(yǎng)綜合解答問(wèn)題的能力！