Question

下面是小宇同学“测量冰糖雪梨饮料密度”的实验，请你将实验过程补充完整．
（1）①把天平放在水平桌面上，将游码调至______，此时发现天平的指针位置如图甲所示，这时应向______（选填“左”或“右”）调节______．使天平平衡．
②如图乙用天平测出空烧杯的质量为______g．
③在量筒中倒入适量的饮料，测出其体积为50cm³．
④把量筒中的饮料倒入烧杯中一部分，用天平测出饮料和烧杯的总质量为52.4g，并读出剩余饮料体积为30cm³，算出饮料的密度为______g/cm³．
（2）回到家中，小宇又想测饮料瓶的密度，他找来了如下器材：圆柱形玻璃杯、刻度尺和足量的水．实验中他发现，瓶子无法浸没在水中．于是他又找来了剪刀．请你帮他完成实验：
①在圆柱形玻璃杯中装入一定量的水，测出水的深度b₁．
②用剪刀把瓶子下部剪下一个“小船”，并把剩余部分剪成碎片放入其中．把装有碎片的“小船”放在杯中，测出水的深度b₂．
③把“小船”压入水中，并使“小船”和碎片浸没，______．
④瓶子密度的表达式为ρ_瓶子=______．

Answer 1

解：（1）①把天平放在水平桌面上，将游码调至横梁标尺零刻度线处；
由图甲所示可知，指针偏向分度盘的右侧，应向左调节平衡螺母，使天平平衡．
②由图乙所示天平可知，空烧杯的质量为20g+10g+1.4g=31.4g；
④饮料的质量m=52.4g-31.4g=21g，饮料的体积V=50cm³-30cm³=20cm³，
饮料的密度ρ===1.05g/cm³；
（2）①在圆柱形玻璃杯中装入一定量的水，测出水的深度b₁；
②用剪刀把瓶子下部剪下一个“小船”，并把剩余部分建成碎片放入其中．
把装有碎片的“小船”放在杯中玻璃杯中，测出水的深度b₂．
③把“小船”压入水中，并使“小船”和碎片浸没，测出水的深度b₃．
④由实验步骤可知，当“小船”漂浮于水面时，排开水的深度为b₂-b₁，
玻璃瓶的设底面积为S，则排开水的体积为（b₂-b₁）S；
当“小船和碎片”浸没时，排开水的深度为b₃-b₁，瓶子的体积等于排开水的体积为（b₃-b₁）S；
当“小船”碗漂浮于水面时，F_浮=ρ_水gv_排=ρgV_瓶子，即：ρ_水g（b₂-b₁）S=ρ_瓶子g（b₃-b₁）S，
解得：瓶子密度的表达式为ρ_瓶子=ρ_水．
故答案为：（1）①横梁标尺的零刻度线处；左；平衡螺母；②31.4；④1.05；
（2）③测出水的深度b₃；④ρ_水．
分析：（1）①调节天平平衡：把天平放在水平桌面上，把游码移到横梁标尺的零刻度线处，调节平衡螺母使天平平衡，如果天平指针偏向分度盘的左侧，应向右调节平衡螺母，如果指针偏向分度盘的右侧，应向左调节平衡螺母．
②砝码与游码示数之和是所测物体质量．
④根据题意求出饮料的质量与体积，由密度公式求出饮料的密度．
（2）由题意可知本题利用物体的浮沉条件测量碗的密度，应使碗漂浮于水面上，则F_浮=ρ_水gv_排=ρgV_碗；故测量出碗的体积及排开水的体积即可求得陶瓷碗的密度．
点评：（1）要掌握天平的调节及读数方法，应用密度公式可以求出饮料的密度．
（2）本题关键有二：一是知道利用排水法测量碗的体积和漂浮时排开水的体积，二是利用好物体的漂浮条件和阿基米德原理．