Question

某同學為測量“花花牛”牌牛奶的密度，用天平、玻璃杯、量筒等器材，設計了如下實驗方案：
A、用天平稱出玻璃杯的質量m
B、將適量牛奶倒入杯中
C、用天平稱出玻璃杯和牛奶的總質量m
D、將杯中牛奶倒入量筒中，測出牛奶的體積V
E、計算牛奶的密度ρ=
（1）你認為這個方案有什么缺點？______
（2）請你提出改進這個實驗的辦法．______
（3）在稱物體質量之前，應將天平放在______，并將游碼______，若發現指針偏向分度盤中央紅線左側，應______，待指針指在分度盤中央紅線上即可進行稱量，如圖所示為用天平測玻璃杯質量時所加砝碼和游碼位置情況．則玻璃杯的質量為______．

Answer 1

解：（1）測牛奶的體積時有較大誤差，有些牛奶沾在玻璃杯壁上，使測得牛奶體積偏小，密度偏大．
（2）為了測牛奶的體積時包含沾在玻璃杯壁上的牛奶，所以先測體積后測質量，既將步驟A移到步驟D后，步驟A是用天平稱出玻璃杯和剩余牛奶的質量m．
（3）在稱物體質量之前，應將天平放在水平桌面上，并將游碼撥到標尺零刻度處，若發現指針偏向分度盤中央紅線左側，應向右調平衡螺母，待指針指在分度盤中央紅線上即可進行稱量，
如圖所示為用天平測玻璃杯質量時所加砝碼和游碼位置情況．則玻璃杯的質量為20g+10g+3g=33g．
故答案為：（1）測牛奶的體積時有較大誤差，有些牛奶沾在玻璃杯壁上；
（2）先測體積后測質量，既將步驟A移到步驟D后，步驟A是用天平稱出玻璃杯和剩余牛奶的質量m．
（3）水平桌面；撥到標尺零刻度處；向右調平衡螺母；33g．
分析：（1）由公式ρ=知，要測量牛奶的密度，需要得到牛奶的質量和體積．利用步驟C和A，可以得到牛奶的質量．
（2）步驟D將玻璃杯中的牛奶倒入量筒測量體積時，有部分牛奶會沾在杯壁水上，導致量筒中牛奶的體積略小于玻璃杯中的體積，由ρ=可以看出，測量體積值偏小，所以牛奶密度偏大．
（3）天平使用前首先將天平放在水平桌面上，首先把游碼撥到標尺零刻度處，然后調節平衡螺母使天平平衡；再根據測量密度的原理，分別測量出質量m和體積v，然后分析出正確的順序，并利用所測量的物理量表示出密度．
天平讀數規則：盤中砝碼總質量加法游碼在標尺上對應的刻度值，注意天平的分度值是0.2g．
點評：（1）測量過程中誤差是不可避免的，在條件允許的情況下，應該優化實驗過程減小誤差．
（2）對于用天平測量物體質量、用天平和量筒測量固體、液體密度是實驗步驟的排序，無論步驟的繁與簡，抓住基本步驟是關鍵．
（3）本題難度大，要充分利用密度的公式靈活地進行分析．測量過程中不可避免地存在誤差，在條件允許的情況下，應該優化實驗過程減小誤差．