Question

14．下面是小方和小王设计的“测食用油密度”的实验方案，请完善他们的方案，并回答后面的问题：

（1）调节天平时，发现指针偏向分度盘的右侧，如图甲所示，则此时应将平衡螺母向左调节．
（2）用托盘天平测量合金块质量的操作情况如图乙所示，请你指出其中的两点错误：
①用手拿砝码；②被测物体放在右盘，砝码放在左盘．
（3）小方的方案：用调节平衡的天平测出空烧杯的质量m₁，向烧杯内倒入适量食用油，再测出烧杯和食用油的总质量m₂，然后把烧杯内的食用油全部倒入量筒内，读出量筒内食用油的体积为V₁；其测得的食用油密度的表达式是ρ_油=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{V}_{1}}$；
（4）小王的方案：在烧杯内倒入适量的食用油，用调节平衡的天平测出烧杯和食用油的总质量m₃，然后将烧杯内的适量食用油倒入量筒内，再测出烧杯和剩余食用油的总质量m₄，读出量筒内食用油的体积V₂．其测得的食用油密度的表达式是ρ′_油=$\frac{{m}_{3}-{m}_{4}}{{V}_{2}}$；
（5）按小王 的实验方案进行测量，实验误差可能小一些；如果选择另一种方案，测得的密度值将偏大 （填“偏大”、“偏小”）；
（6）如图是按小王的实验方案进行某次实验的情况，将实验的数据及测量结果填入表中．

烧杯和食 用油的总 质量（g）	烧杯和剩 余油的总 质量（g）		倒出油的 质量（g）	倒出油的 体积（cm3）	油的密度 （ kg/m3）
100

Answer 1

分析 （1）据指针的偏转方向判断天平哪端下沉，调节过程中，调节天平平衡时，平衡螺母向上翘的方向移动．
从天平的正确使用和注意事项进行判断：
（2）天平使用的注意事项：
不要超过天平的测量范围；
不要把化学药品和潮湿的物体直接放在天平盘上；
要用镊子夹取砝码，不能用手拿砝码；
砝码要及时放回砝码盒，要轻拿轻放；
（3）把烧杯内的油全部倒入量筒内，量筒内油的质量等于烧杯和食用油的总质量减去空烧杯的质量，读出量筒内食用油的体积，根据密度公式即可得出食用油密度的表达式；
（4）把烧杯内的油适量倒入量筒内，量筒内油的质量等于烧杯和食用油的总质量减去烧杯和剩余食用油的总质量，读出量筒内食用油的体积，根据密度公式即可得出食用油密度的表达式；
（5）小李的实验中烧杯内的食用油不可能全部倒入量筒中，会沾在烧杯壁上，使质量测量值大于倒入量筒中食用油的质量．
（6）知道烧杯和食用油的总质量，以及烧杯和剩余食用油的质量，求出倒入量筒的食用油的质量，再读出食用油的体积，根据密度公式求出食用油的密度．

解答 解：（1）如图，调节天平平衡时，指针右偏，说明天平右端下沉，平衡螺母向相反的方向移动，平衡螺母向左移动；
（2）经分析图中错误之处：①用手拿砝码，手上的汗渍会腐蚀砝码，影响测量结果；
②物体在天平的右盘，砝码放在天平的左盘，物体和砝码的位置放颠倒了；
（3）因为烧杯和食用油的总质量m₂，空烧杯的质量m₁，
所以量筒内油的质量为：m₂-m₁．
又因为量筒内食用油的体积为V₁，
所以根据密度公式ρ=$\frac{m}{V}$可得：食用油密度的表达式是：ρ_油=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{V}_{1}}$，
（4）因为烧杯和食用油的总质量m₃，烧杯和剩余食用油的质量m₄，
所以量筒内油的质量为：m₃-m₄．
又因为量筒内食用油的体积为V₂，
所以根据密度公式ρ=$\frac{m}{V}$，
可得：食用油密度的表达式是：ρ′_油=$\frac{{m}_{3}-{m}_{4}}{{V}_{2}}$．
（5）小方先测空烧杯的质量，再测烧杯和液体总质量，最后将液体倒入量筒来测体积，这种做法会因烧杯壁粘液体而使测出的体积偏小，导致算出的液体密度偏大；而小王先测出烧杯和食用油的总质量，然后将烧杯内的适量食用油倒入量筒内，再测出烧杯和剩余食用油的总质量，读出量筒内食用油的体积，避免了容器壁粘液体带来的实验误差，能使实验误差减小．
（6）烧杯和剩余油的总质量：m'=20g+20g+5g+2.4g=47.4g，
倒入量筒中食用油的质量为：m=100g-47.4g=53g，
食用油的体积：V=50ml=50cm³，
食用油的密度是：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{53g}{50c{m}^{3}}$=1.06g/cm³=1.06×10³kg/m³．
故答案为：（1）左；（2）①用手拿砝码；②被测物体放在右盘，砝码放在左盘；（3）ρ_油=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{V}_{1}}$；（4）ρ′_油=$\frac{{m}_{3}-{m}_{4}}{{V}_{2}}$；（5）小王；偏大；
（6）见下表：

烧杯和食 用油的总 质量（g）	烧杯和剩 余油的总 质量（g）		倒出油的 质量（g）	倒出油的 体积（cm3）	油的密度 （ kg/m3）
100	47.4	53		50	1.06×103

点评 同样测量液体的密度，本题同时给出了两种方案，让学生分析辨别，提高了学生的思考能力，锻炼了学生思维能力．是一道好题．