Question

9．黎黎'同學配制了一定濃度的鹽水，幫媽媽篩選出飽滿的種子，她想知道所配制出的鹽水密度，就利用天平和量筒來進行測量．
（1）把天平放在水平臺上，將游碼撥到標尺左端的零刻度處后，發(fā)現(xiàn)天平橫梁左高右低，應將平衡螺母向左 （ 選填“左”或“右”）調節(jié)，使天平平衡；
（2）用調節(jié)好的天平測得空燒杯的質量m₁；
（3）把適量的鹽水倒入量筒中，測得鹽水體積V，如圖甲所示；
（4）把量筒中的鹽水倒入燒杯中，測得燒杯和鹽水的總質量m₂，如圖乙所示．
根據圖中數(shù)據，幫黎黎同學把下表填寫完整：

空燒杯的質量 m1/g	量筒中鹽水的 體積V/cm3	燒杯和鹽水的 總質量m2/g	鹽水的密度 ρ/g．cm-3
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（5）以上方法測出的鹽水密度值比真實值偏小 （ 選填“偏大”或“偏小”）．
（6）黎黎同學發(fā)現(xiàn)混雜在種子中的小石塊也同飽滿的種子一起沉入了鹽水底部，她想盡快知道石塊的密度究竟有多大，就選了一塊大小合適且與其材質相同的石塊，巧妙利用圖乙所示的天平狀態(tài)，按以下的步驟測出了石塊的密度．
①用細線栓著石塊浸沒在鹽水中（ 石塊未接觸燒杯底且鹽水未溢出 ），天平的讀數(shù)增大了△m_l；
②將石塊緩慢沉入燒杯底部，松開細線，天平的讀數(shù)再增大了△m₂；
③石塊密度的表達式ρ石=$\frac{△{m}_{1}+△{m}_{2}}{△{m}_{1}}ρ$   （ 用△m_l、△m_l及鹽水密度ρ表示 ）．

Answer 1

分析 （1）天平的正確使用方法：將托盤天平放置在水平桌面上，將游碼撥至標尺左端零刻度線上；調節(jié)橫梁左右兩端的平衡螺母，使橫梁平衡，此時指針恰好指在分度盤的中央或左右擺幅度相等；左高右低，向左調節(jié)平衡螺母；
（4）天平的分度值是0.2g，讀數(shù)為砝碼質量加游碼對應的刻度值；量筒分度值為2ml，平視液面最低處讀出體積，利用密度公式求得其密度．
（5）量筒內的液體不能夠全部倒出，測量出的質量變小，利用密度公式分析；
（6）石塊浸沒在水中不與燒杯底接觸時，受到水的浮力作用，根據力的作用是相互的，所以石塊對水有向下的壓力，那么增加的砝碼質量等于石塊排開水的質量；由此求出石塊體積；石塊放到燒杯底時，增加砝碼質量和等于石塊質量．最后利用密度公式求得石塊密度．

解答 解：（1）把天平放在水平臺上，將平衡螺母撥到標尺左端的零刻度處后，發(fā)現(xiàn)天平橫梁左高右低，應該將螺母向左調節(jié)；
（4）實驗中測出空燒杯的質量后，再把量筒中的鹽水倒入燒杯中，測出燒杯和鹽水的總質量；燒杯液體總質量m₂=50g+20g+5g+1g=76g；
量筒中鹽水的體積：V=40ml=40cm³；
鹽水的質量：m=m₂-m₁=76g-30g=46g，
鹽水的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{46g}{40c{m}^{3}}$=1.15g/cm³；
填表如下：

空燒杯的質量m1/g	量筒中鹽水的體積 V/cm3	燒杯和鹽水的總質量 m2/g	鹽水的密度 ρ/g•cm-3
30	40	76	1.15

（5）此方法中量筒上還會沾有一定質量的液體，使的測量的鹽水的質量變小，故鹽水密度值比真實值偏��；
（6）步驟①與原來燒杯和鹽水總質量相比，增加的是排開水的質量，天平的讀數(shù)增大了△m₁；
所以排開水的體積V_排=$\frac{{m}_{排}}{{ρ}_{鹽水}}$=$\frac{△{m}_{1}}{ρ}$；
由于石塊浸沒，所以V_石=V_排=$\frac{△{m}_{1}}{ρ}$；
步驟①②與原來燒杯和鹽水總質量相比，增加的是石塊的質量，即石塊的質量：m_石=△m₁+△m₂；
所以ρ_石=$\frac{{m}_{石}}{{V}_{石}}$=$\frac{△{m}_{1}+△{m}_{2}}{\frac{△{m}_{1}}{ρ}}$=$\frac{△{m}_{1}+△{m}_{2}}{△{m}_{1}}ρ$．
故答案為：（1）游碼；平衡螺母；左；（4）如上表；（5）偏��；（6）$\frac{△{m}_{1}+△{m}_{2}}{△{m}_{1}}ρ$．

點評 天平的調節(jié)與讀數(shù)、量筒的讀數(shù)、密度公式的運用，這些都是我們學習密度測量必須掌握的知識點．同時，測量順序的合理安排，將影響到誤差的大小，因此，我們應該特別注意．