Question

2．小東在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量液體密度的實(shí)驗(yàn)中：
（1）用量筒測(cè)量液體的體積：如圖甲所示，液體的體積為22cm³；
（2）用天平測(cè)量液體的質(zhì)量，將量筒中的液體倒入燒杯，并將燒杯放在已經(jīng)調(diào)節(jié)好的天平左盤里，天平平衡時(shí)，右盤里的砝碼及標(biāo)尺上游碼的位置如圖乙所示，燒杯質(zhì)量為30g，則液體的質(zhì)量為26.4g；
（3）根據(jù)測(cè)得數(shù)據(jù)，計(jì)算液體的密度為1.2×10³kg/m³；根據(jù)小東的實(shí)驗(yàn)操作，他所測(cè)出的液體密度值和真實(shí)值相比偏�。ㄟx填“偏大”或“偏小”或“相等”）．
（4）回到家后，他準(zhǔn)備在家里測(cè)量一個(gè)不吸水小石塊的密度，但沒有天平和量筒，他想到了實(shí)驗(yàn)課上使用過的滴管．他先自制了一個(gè)滴管，滴管中的水能一滴一滴地從滴管滴出，且每一滴水的質(zhì)量和體積都是相等的．他又找來礦泉水瓶子、小塑料瓶、細(xì)線、剪刀、記號(hào)筆和足量的水，開始測(cè)小石塊的密度．
    他測(cè)石塊體積的方法是：把石塊用細(xì)線系住，放在被剪開的礦泉水瓶中，倒入一定量的水，使小石塊浸沒于水中，并記下此時(shí)水面的位置A處；取出石塊，用滴管將水滴入礦泉水瓶中，使水面到達(dá)原來的位置A處，記錄滴入的水滴數(shù)為a．
    他測(cè)石塊質(zhì)量的方法是：把石塊放入小塑料瓶中，使小塑料瓶開口朝上漂浮在礦泉水瓶中的水面上，記下水面的位置B處；取出石塊，用滴管將水滴入小塑料瓶中，使水面到達(dá)原來的位置處，記錄滴入的水滴數(shù)為b．
（5）他測(cè)出石塊密度的表達(dá)式是：ρ_石=$\frac{b{ρ}_{s}}{a}$（用a、b、ρ_水表示）．
（6）他巧妙地利用了物理實(shí)驗(yàn)的一種研究方法完成了小石塊密度的測(cè)量，該方法是等效替代法．

Answer 1

分析 （1）量筒的液體體積應(yīng)看液面凹面所對(duì)應(yīng)的刻度．
（2）天平測(cè)量物體質(zhì)量時(shí)，物體質(zhì)量等于砝碼質(zhì)量加上游碼示數(shù)．
（3）液體的密度可以根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$求出，當(dāng)將量筒中的液體倒入燒杯中時(shí)，量筒壁上會(huì)附著著一定量的液體，從而使質(zhì)量測(cè)量的數(shù)值偏�。�
（4）石塊完全浸沒，石塊的體積等于石塊排開的水的體積；設(shè)一滴水的體積為V，則石塊的體積為aV；
石塊漂浮，石塊的重力等于受到的浮力，等于排開的水的重力，則石塊的質(zhì)量為bVρ_水
（5）根據(jù)密度公式ρ=$\frac{m}{V}$可求石塊的密度；
（6）把石塊的體積和質(zhì)量都轉(zhuǎn)變?yōu)樗�的體積和質(zhì)量，來計(jì)算，這是物理上最常用的等效替代法．

解答 解：（1）從圖中看，此量筒的分度值為2ml，液體的體積應(yīng)為22ml，即22cm³．
（2）測(cè)盛有液體的燒杯質(zhì)量時(shí)，砝碼質(zhì)量為50g+5g，游碼示數(shù)為1.4g，故液體和燒杯總質(zhì)量為56.4g，已知燒杯質(zhì)量為30g，故液體質(zhì)量為56.4g-30g=26.4g．
（3）該液體的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{26.4g}{22c{m}^{3}}$=1.2g/cm³=1.2×10³kg/m³；
當(dāng)將量筒中的液體倒入燒杯中時(shí)，量筒壁上會(huì)附著著一定量的液體，從而使質(zhì)量測(cè)量的數(shù)值偏小，這樣得出的密度值就偏�。�
（4）測(cè)石塊質(zhì)量的方法是：把石塊放入小塑料瓶中，使小塑料瓶開口朝上漂浮在礦泉水瓶中的水面上，記下水面的位置；取出石塊，用滴管將水滴入小塑料瓶中，使水面到達(dá)原來的位置處，記錄滴入的水滴數(shù)為b．
（5）石塊的體積為aV；
石塊的質(zhì)量為bVρ_水
石塊的密度ρ_石=$\frac{m}{V}$=$\frac{bV{ρ}_{水}}{aV}$=$\frac{b{ρ}_{水}}{a}$；
（6）他們巧妙地利用了物理課上所學(xué)的研究方法是等效替代法．
故答案為：（1）22；（2）26.4；（3）1.2×10³；偏��；（4）漂浮；水面到達(dá)原來的位置處；$\frac{b{ρ}_{水}}{a}$；等效替代法．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查液體的密度實(shí)驗(yàn)中的一些常見問題．如天平、量筒的讀數(shù)是基本要求，同時(shí)，合理的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)順序能夠減小實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的誤差．個(gè)別學(xué)生易出錯(cuò)的地方還在于第四問中計(jì)算液體的密度時(shí)，液體的質(zhì)量要去掉空杯的質(zhì)量．同時(shí)注意單位的換算．