Question

17．為了測(cè)定牛奶的密度，小明進(jìn)行了如下操作：
（1）將托盤(pán)天平放于水平桌面上，移動(dòng)游碼至 左端“0”刻度線(xiàn)處，發(fā)現(xiàn)指針靜止時(shí)指在分度盤(pán)中央的左側(cè)，則應(yīng)將平衡螺母向右（ 左/右）調(diào)節(jié)，使橫梁平衡．
（2）往燒杯中倒入適量的牛奶，用天平稱(chēng)出燒杯和牛奶的總質(zhì)量為73.6g．然后把燒杯中的一部分牛奶倒入量筒．如圖甲所示，量筒內(nèi)牛奶的體積是20 cm³；再稱(chēng)燒杯和剩余牛奶的總質(zhì)量，天平再次平衡時(shí)所用砝碼和游碼的位置如圖乙所示．則倒入量筒內(nèi)的牛奶的質(zhì)量為22g．
（3）該牛奶的密度為1.1g/cm³．
（4）另一同學(xué)小華利用彈簧測(cè)力計(jì)、空飲料瓶、水、細(xì)線(xiàn)等物品也想出了測(cè)牛奶的密度的方法．其操作步驟是：
①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出空飲料瓶的重力G₁；
②在空飲料瓶中裝滿(mǎn)水，擰緊瓶蓋，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出瓶和水的總重力G₂，計(jì)算水的體積為$\frac{{G}_{2}-{G}_{1}}{{ρ}_{水}g}$（用測(cè)出物理量的字母表示，水的密度用ρ水表示）；
③將空飲料瓶中的水倒掉并擦干，；在空飲料瓶中裝滿(mǎn)牛奶，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出瓶和牛奶的總重力G₃（說(shuō)出具體方法和要測(cè)出的物理量并用字母表示）
④計(jì)算牛奶密度ρ=$\frac{{G}_{3}-{G}_{1}}{{G}_{2}-{G}_{1}}•{ρ}_{水}$．（用測(cè)出的物理量的字母表示）

Answer 1

分析 （1）天平在調(diào)節(jié)時(shí)應(yīng)先將游碼移至標(biāo)尺的零刻線(xiàn)處，再調(diào)節(jié)平衡螺母，指針左偏往右調(diào)節(jié)平衡螺母．
（2）在進(jìn)行量筒的讀數(shù)時(shí)，要注意量筒的分度值，視線(xiàn)與液面的凹底相平．在稱(chēng)量過(guò)程中，不能再移動(dòng)平衡螺母．
天平平衡時(shí)，被測(cè)物體的質(zhì)量等于砝碼質(zhì)量加游碼在標(biāo)尺上所對(duì)的刻度值．
（3）計(jì)算出牛奶樣品的密度；
（4）利用題目中所方法測(cè)牛奶密度，遇到的關(guān)鍵困難是要解決如何測(cè)牛奶的體積，這里是借助了水來(lái)進(jìn)行等效替代．因此，按照這一思路結(jié)合密度的公式可完成本實(shí)驗(yàn)．

解答 解：（1）平使用前首先將天平放到水平臺(tái)上，將游碼撥到標(biāo)尺上的零刻度線(xiàn)處，調(diào)節(jié)螺母使指針指在刻度盤(pán)中央或左右擺動(dòng)幅度相等．平衡調(diào)節(jié)原則：右偏左調(diào)，左偏右調(diào)，先快后慢．根據(jù)題意，指針左移，所以平衡螺母向右調(diào)節(jié)；
（2）讀取量筒液體的體積時(shí)，視線(xiàn)與液面（凹液面的底部）相平，凹面正好在20ml處，所以量筒內(nèi)牛奶的體積：V=20ml=20cm³，
根據(jù)題意：燒杯和剩下的牛奶的總質(zhì)量：m_剩=50g+1.6g=51.6g，
已知，燒杯與牛奶的總質(zhì)量：m_總=73.6g，
所以倒入量筒內(nèi)的液體的質(zhì)量m=m_總-m_剩=73.6g-51.6g=22g；
（3）牛奶的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{22g}{20c{m}^{3}}$=1.1g/cm³．
（4）②水的體積V=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{\frac{{G}_{水}}{g}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{{G}_{2}-{G}_{1}}{{ρ}_{水}g}$；
③為了測(cè)出與水同體積的牛奶，還需用這只瓶子再裝滿(mǎn)牛奶進(jìn)行測(cè)量，具體操作為：將空飲料瓶中的水倒掉并擦干，在空飲料瓶中裝滿(mǎn)牛奶，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出瓶和牛奶的總重力G₃；
④牛奶的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{{G}_{3}-{G}_{1}}{g}}{\frac{{G}_{2}-{G}_{1}}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{{G}_{3}-{G}_{1}}{{G}_{2}-{G}_{1}}•{ρ}_{水}$．
故答案為：（1）右；（2）20；22；（3）1.1；（4）②$\frac{{G}_{2}-{G}_{1}}{{ρ}_{水}g}$；③在空飲料瓶中裝滿(mǎn)牛奶，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出瓶和牛奶的總重力G₃；④$\frac{{G}_{3}-{G}_{1}}{{G}_{2}-{G}_{1}}•{ρ}_{水}$．

點(diǎn)評(píng) 本題是測(cè)定密度的常規(guī)實(shí)驗(yàn)題，主要考查天平、量筒的讀數(shù)及密度的基本計(jì)算，天平和量筒是初中物理中基本的測(cè)量工具，放、調(diào)、稱(chēng)、讀等都是基本的知識(shí)要求，必須掌握扎實(shí)牢固．