Question

【題目】“營養(yǎng)早餐工程“惠及千家萬戶家住南部山區(qū)的小剛也是受益者之一，每周都能喝到政府發(fā)給的牛奶。在學(xué)習(xí)了密度知識以后，小剛利用托盤天平、燒杯和水測量牛奶的密度，他進(jìn)行了如下操作：

（1）小剛觀察到牛奶包裝盒上標(biāo)有250ml字樣；

（2）將盒裝牛奶放在已經(jīng)調(diào)節(jié)好的天平左盤，在右盤中加減砝碼后，發(fā)現(xiàn)天平仍然不平衡，小剛接下來應(yīng)該進(jìn)行的操作是_____。

（3）天平平衡后，觀察右盤中砝碼質(zhì)量和游碼在標(biāo)尺上的位置如圖1所示。然后小剛將盒中的牛奶倒入燒杯中，用天平測得牛奶包裝盒的質(zhì)量為7g。則牛奶的密度為_____。

（4）小剛用這種方法測出的牛奶密度和真實(shí)值相比____（選填“偏大”或“偏小“）

（5）小剛在學(xué)習(xí)完浮力知識后，認(rèn)識了一種測量液體密度的儀器一密度計(jì)（如圖2所示），將其放入液體中，當(dāng)它豎立靜止時(shí)，與液面相交的讀數(shù)即為液體密度。小剛受到啟發(fā)，用細(xì)沙、水、刻度尺，記號筆、燒杯和平底玻璃管（數(shù)量不限），設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并完成了測量，請你幫助小剛利用上述器材完成測量牛奶密度的實(shí)驗(yàn)____。

①寫出具體的操作步驟（可以結(jié)合簡圖用文字說明，測量物理量用字母表示）。

②根據(jù)上述步驟中所測物理量，寫出牛奶密度的表達(dá)式推導(dǎo)過程（有必要的文字說明）。

③牛奶密度的表達(dá)式ρ牛奶（用已知量測量量表示，比如水的密度用ρ水表示）。

Answer 1

【答案】（2）向右盤加小砝碼或向右移動(dòng)游碼，使橫梁平衡； （3）0.9g/cm3； （4）偏��； （5）見解析

【解析】

在稱量過程中，若指針左偏，說明左盤重，需要向右盤加小砝碼或向右移動(dòng)游碼；物體的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加上游碼所對應(yīng)的刻度，由此讀出牛奶和包裝盒總質(zhì)量，從而得到牛奶質(zhì)量，再應(yīng)用密度公式計(jì)算牛奶密度；（4）將盒中的牛奶倒入燒杯中時(shí)會有殘留的牛奶，由此分析所測密度值的誤差；（5）在平底玻璃管中裝入適量細(xì)沙可豎直漂浮在水面和牛奶表面，用刻度尺測出玻璃管浸入水和牛奶中的深度，根據(jù)漂浮條件和阿基米德原理計(jì)算牛奶密度。

（2）將盒裝牛奶放在已經(jīng)調(diào)節(jié)好的天平左，在有盤中加減砝碼后，發(fā)現(xiàn)天平仍然不平衡，小剛接下來應(yīng)該進(jìn)行的操作是向右盤加小砝碼或向右移動(dòng)游碼，使橫梁平衡；

（3）由圖1知，天平標(biāo)尺分度值0.2g，牛奶和包裝盒總質(zhì)量＝100g+100g+20g+10g+2g＝232g，牛奶質(zhì)量m＝232g﹣7g＝225g，所以牛奶的密度：ρ＝＝＝0.9g/cm3；（4）將盒中的牛奶倒入燒杯中時(shí)會有殘留的牛奶，所以再天平測得牛奶包裝盒的質(zhì)量偏大，得到牛奶質(zhì)量偏小，由密度公式知得到的牛奶密度偏��；（5）①步驟：a、在平底玻璃管中裝適量的細(xì)沙，將裝有細(xì)沙的平底玻璃管放入盛有水的燒杯中，豎立靜止后，在玻璃管上與水面表面相平處標(biāo)上記號，并用刻度尺測得記號到平底玻璃管底的距速為h1；b、將裝有沙的平底玻璃管放入盛有牛奶的燒杯中，豎立靜止后，在玻璃管上與牛奶表面相平處標(biāo)上記號，并用度尺測得記號到平底玻璃管底的距離為h2；②由漂浮條件可知，F浮牛奶＝F浮水，由阿基米德原理可得：ρ牛奶gSh2＝ρ水gSh1，③牛奶密度的表達(dá)式為：ρ牛奶＝。