Question

12．科學(xué)老師給同學(xué)一個(gè)任務(wù)：利用天平（含砝碼），一個(gè)玻璃杯、足量的水，就完成了測量牛奶密度的實(shí)驗(yàn)．（水的密度用ρ_水表示）下面是小科同學(xué)設(shè)汁的實(shí)驗(yàn)步驟，請你幫他補(bǔ)充完整．
（1）用天平測出空玻璃杯的質(zhì)量m₀；
（2）給玻璃杯中裝滿牛奶，測出玻璃杯和牛奶的總質(zhì)量m₁；
（3）將牛奶倒出，給玻璃杯中裝滿水，測出玻璃杯和水的總質(zhì)量m₂
（4）用已知量和測量量對應(yīng)的字母寫出牛奶密度的表達(dá)式ρ=$\frac{{m}_{1}-{m}_{0}}{{m}_{2}-{m}_{0}}$•ρ_水．
（5）小科同學(xué)在步驟三中不小心將物體和砝碼位置放反了，你認(rèn)為他的測量結(jié)果偏大（“偏大”、“偏小”或“可能不變”）

Answer 1

分析 （3）（4）本實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)在于沒有量筒，無法直接測出面粉的體積，因此，可考慮借助已經(jīng)密度的水，采用等效替代的方法，求出水的體積，從而得出面粉的體積；至于面粉的質(zhì)量則可以將其裝入玻璃杯中，通過天平直接測量出，再減去空杯的質(zhì)量即可．最后利用密度公式推導(dǎo)出面粉密度的表達(dá)式．
（5）要判斷測量結(jié)果偏大還是偏小，應(yīng)該了解天平的使用規(guī)則，稱量前調(diào)平衡，游碼未歸零，相當(dāng)于在左盤已經(jīng)添加了物體，結(jié)果必然偏大；稱量時(shí)，左物右碼反了，移動(dòng)游碼相當(dāng)于給物體添加質(zhì)量，所以測量結(jié)果偏大了．

解答 解：（1）用天平測出空玻璃杯的質(zhì)量m₀；
（2）給玻璃杯中裝滿牛奶，測出玻璃杯和牛奶的總質(zhì)量m₁；
（3）將牛奶倒出，給玻璃杯中裝滿水，測出玻璃杯和水的總質(zhì)量m₂
（4）根據(jù)測量結(jié)果，牛奶的質(zhì)量m=m₁-m₀；牛奶的體積就等于水的體積，V=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{ρ}_{水}}$，
將牛奶的質(zhì)量各體積，代入密度的公式得：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{m}_{1}-{m}_{0}}{\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{{m}_{1}-{m}_{0}}{{m}_{2}-{m}_{0}}$•ρ_水．
（5）稱量時(shí)，物體和砝碼位置放反了，且移動(dòng)游碼才使天平平衡，此時(shí)移動(dòng)游碼相當(dāng)于增加了物體質(zhì)量，故測量結(jié)果偏大．
故答案為：（3）將牛奶倒出，給玻璃杯中裝滿水，測出玻璃杯和水的總質(zhì)量m₂；（4）$\frac{{m}_{1}-{m}_{0}}{{m}_{2}-{m}_{0}}$•ρ_水；（5）偏大．

點(diǎn)評 本實(shí)驗(yàn)的考查有一定的難度，關(guān)鍵在于如何找到測量物體體積的方法，這里合理運(yùn)用等效替代法，是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵．這也是實(shí)際應(yīng)用中較為常見和實(shí)用的一種方法，值得我們好好掌握．