内容正文:
物 理(北师)
第二章 物体世界的尺度、
质量和密度
专题3 密度的特殊测量方法
平衡螺母
增、减杯中水或食用油
20
60
3×103
偏小
烧杯中的水不能完全倒入量筒
中,合金块的质量偏小
测出瓶装满水后的总质量m2
47.4
小
右
m1-m2
小于
3.84
粉笔吸水,粉笔体积测量值偏小
大
不变
0.64
153
400
1.53
大
种子浸没水中,由于种子会吸水,测得的体积偏小
天平缺砝码
在测液体的密度实验中,小明利用两个相同的圆筒形玻璃杯、天平(无砝码)、水、刻度尺、胶头滴管等器材,测出了食用油的密度。请将他的实验过程补充完整:
(1)如图所示,将托盘天平放在水平台面上,将游码移到标尺的A端的零刻度线处,调节________,使天平平衡。
(2)将装有适量食用油和水的玻璃杯分别放在天平的左右盘中,用胶头滴管______________________,使天平平衡。
(3)取下两只玻璃杯,用刻度尺分别测出两杯中水和食用油的高度h1、h2。
(4)请根据以上实验测得的数据,推导出所测食用油密度的表达式为ρ油=________(水的密度用ρ水表示)。
eq \f(h1,h2) ρ水
[解析](1)天平上的游码要移到标尺左端的零刻度线处,然后调节平衡螺母,使天平平衡。(2)用胶头滴管增、减杯中水或食用油的多少,使天平平衡,此时杯中的食用油与水的质量相等。(4)已知物质的质量计算公式为m=ρV=ρSh,则m油=ρ油V油=ρ油h2S,m水=ρ水V水=ρ水h1S。由实验的步骤(2)知m油=m水,即ρ油h2S=ρ水h1S,由此推出ρ油= eq \f(h1,h2) ρ水。
一次实验课上,老师提供给同学们下列器材:一架已调节好的天平(无砝码)、两只完全相同的烧杯、一个量筒、水、滴管等,要求用上述器材来测定一个合金块的密度。小明同学设计好实验方案后,进行了如下操作:
①将两只空烧杯分别放在天平的左右两盘内,把合金块放入左盘烧杯中;
②向右盘烧杯中缓缓倒水,再用滴管调节,直至天平平衡;
③将烧杯内水倒入空量筒中,测出水的体积(如图a所示);
④用细线拴好合金块,将其放入图a的量筒内,测出水和合金块的总体积(如图b所示)。则:
(1)合金块的质量为______g;合金块的体积为______cm3;合金块的密度为______kg/m3。
(2)在读数无误的情况下,小明测出的合金块密度值与真实值相比________(选填“偏大”或“偏小”),产生这一误差的主要原因是__________________________
______________________________________________________________________。
[解析](1)烧杯内水的质量为m水=ρ水V水=1.0 g/cm3×60 cm3=60 g,合金块的质量为m=m水=60 g。合金块的体积V=80 mL-60 mL=20 mL=20 cm3,合金块的密度ρ= eq \f(m,V) = eq \f(60 g,20 cm3) =3 g/cm3=3×103 kg/m3;(2)烧杯内的水不能全部倒入量筒,测量水的体积偏小,求出的质量偏小,即合金块的质量偏小,则求出的密度偏小。
缺少量筒
(唐山迁安期末)小明想测酱油的密度,但家中只有天平、小空瓶,没有量筒。他思考后按照自己设计的实验步骤进行了测量,测量内容及结果如图所示。
(1)请按照图甲的顺序将相应的实验步骤补充完整。
第一步:测出小空瓶的质量m1;
第二步:_____________________________________________________;
第三步:瓶装满酱油时测得酱油和瓶的总质量如图乙中砝码和游码所示,其结果m3=________g。
(2)请根据小明的实验步骤及数据帮他写出酱油密度的表达式:ρ酱油=____________(用字母表示);小明第三次测量时,酱油未完全装满,由此测出的密度偏________(选填“大”或“小”)。
eq \f(m3-m1,m2-m1) ρ水
[解析](2)由于酱油未装满,则酱油的质量测量值偏小,这样测出酱油的密度将偏小。
小强同学在家中自主学习,他利用家庭实验室的器材欲测一小石块的密度,他可用的器材有:托盘天平(含砝码)、烧杯、细线、水和小石块。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端零刻度线处,发现天平静止时横梁右端高,则应将横梁右端的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节,使横梁平衡。
(2)在烧杯中倒入适量的水,用细线拴住小石块,将小石块浸没在水中,在水面到达的位置上做标记,用天平测出水和烧杯总质量m1。
(3)将小石块从水