Question

在“測酸奶密度”的實驗中，
（1）小明的實驗方案：用天平和量筒測密度．
①他用已調節好的天平測得空燒杯的質量m為37.4g；接著把酸奶倒人燒杯中，測得燒杯和酸奶的總質量m₁，如圖1所示m₁=______g；然后把燒杯中的酸奶倒人量筒中，如圖2所示，V_奶=______cm³；則酸奶的密度ρ=______g/cm³．
②在交流討論中，小雨同學認為小明測得的酸奶密度值偏大．其原因是______
（2）小雨的實驗方案：巧妙地利用天平、小玻璃瓶（有蓋）和水測酸奶密度．
請你簡要寫出小雨的實驗過程和酸奶密度的計算表達式（用測量的物理量符號表示）．______．

Answer 1

【答案】分析：（1）①天平平衡時物體的質量等于右盤中砝碼的質量加游碼在標尺上所對的刻度值．注意標尺的分度值．
認清量筒的分度值，然后讀出酸奶的體積．根據公式ρ=計算出酸奶的密度．
②根據操作過程分析測量的物理量，由于將酸奶從燒杯倒入量筒時不能完全倒干凈，從而造成體積的測量有誤，根據體積的偏差來判斷密度的大小．
（2）此過程缺少量筒，所以解決此題關鍵是解決酸奶的體積．根據提示，我們可以計算出已知質量的水的體積，讓酸奶和水的體積相同就可以了．為使水和酸奶的體積相同，應在小瓶中盛滿水或酸奶．
解答：解：（1）①由圖知，標尺的分度值為0.2g，所以燒杯和酸奶的總質量為50g+20g+10g+1.4g=81.4g
圖知量筒的分度值是1ml，所以量筒中酸奶的體積為40cm³．
酸奶的質量為m=81.4g-37.4g=44g
根據ρ===1.1g/cm³
②由題意知，當將酸奶倒入量筒時，不能倒干凈，所以所測酸奶的體積偏小，根據公式ρ=，所測的密度偏大．
（2）在小瓶中倒滿水，測出水的質量，從而可以計算出水的體積，然后倒滿酸奶，測出酸奶的質量，酸奶的體積與水的體積相等．
根據密度公式及測出的數據計算出酸奶的密度．
故答案為：（1）①81.4；40；1.1；②酸奶倒入量筒中會有部分殘留在燒杯中，使測量的體積偏小；
（2）實驗過程：①用天平測出小玻璃瓶（含蓋）的質量m；
②在瓶內裝滿水，蓋上蓋子，用天平測出瓶和水的總質量m₁；
③倒干凈水，再往瓶內裝滿酸奶，蓋上蓋子，用天平測出瓶和酸奶的總質量m₂；
酸奶密度的表達式：ρ_奶=．
點評：此題是測量酸奶的密度，掌握測量原理，實驗過程不可避免地存在誤差，我們在設計實驗時，應該考慮到導致誤差增大的因素，可能的情況下進行優化設計，以達到減小誤差的目的．