Question

12．在“测量牛奶密度”的实验中．

（1）小明先将牛奶倒入量筒，如图甲所示，则牛奶的体积为30 cm³；接着将天平放在水平工作台面上，如图乙所示，他应先游码归零，发现指针指向分度盘左侧，再将平衡螺母向右调节，使天平平衡；用调节好的天平测出空烧杯的质量33g，然后将量筒中的牛奶倒入烧杯，用天平测量烧杯和牛奶的总质量，天平平衡时如图丙所示，烧杯和牛奶的总质量为63.6g．
（2）根据以上实验数据计算出牛奶的密度为1.02×10³ kg/m³，用该方法测得的密度比真实值偏小．（选填“大”或“小”）
（3）若将一个质量为0.6kg，边长为0.1m的正方体物块浸没在上述的牛奶中后松手，该物块的浮沉情况是上浮．

Answer 1

分析 （1）在进行量筒的读数时，注意分度值，视线应与液面的凹底相平．
在调节天平平衡时，游码应拨到零刻线上．
调节天平的平衡螺母使天平的横梁平衡，平衡螺母向上翘的一端移动；天平平衡时物体的质量等于右盘中砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值．
（2）将牛奶的质量和体积代入公式ρ=$\frac{m}{V}$便可求出其密度．根据公式，分别分析质量和体积的偏差，即可得出结论．
（3）应先分别计算出物块受到的浮力和重力，再比较浮力和重力的大小，最后利用物体的浮沉条件判断物块的浮沉情况．

解答 解：（1）由图甲知，量筒的分度值为1ml，所以牛奶的体积为30ml，即30cm³．
由图乙知，游码没有在标尺左端的零刻线上，在调节天平平衡时，应将游码拨到标尺左端的零刻线处．
指针指向分度盘左侧，则将平衡螺母向右调节，使天平平衡；
由图丙知，烧杯和牛奶的总质量为50g+10g+3.6g=63.6g．
（2）m=63.6g-33g=30.6g
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{30.6g}{30c{m}^{3}}$=1.02g/cm³=1.02×10³kg/m³
当将量筒中的牛奶倒入烧杯中，会有牛奶沾在量筒壁上，而倒不干净，因此所测的质量会偏小，根据公式ρ=$\frac{m}{V}$得测得的密度比真实值偏小．
（3）F_浮=ρgV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×（0.1m）³=10N；
G=mg=0.6kg×10N/kg=6N，
因为F_浮＞G，所以物块上浮；
故答案为：（1）30；游码归零；右； 63.6；（2）1.02×10³；小；（3）上浮．

点评 此题通过测量牛奶的密度，考查了有关天平的使用和读数．特别是调节天平平衡时，游码要归零，这也是学生在实验操作时容易出现的问题．在读数时要注意标尺的分度值．同时考查了有关密度的计算及评估．在判断测量值与真实值的差别时，要从质量和体积入手．