Question

6．下面是小李同學和小張同學設計的“測食用油密度”的實驗方案，請完善他們的方案，并回答下面的問題．
（1）小李同學的方案：使用托盤天平前要對天平進行調節，步驟如下：①組裝好天平，把天平放在水平桌面上；②把游碼置于標尺左端的零刻線處．用調節平衡的天平測出空燒杯的質量m₁，向燒杯內倒入適量食用油再測出燒杯和食用油的總質量m₂，然后把燒杯內的食用油全部倒入量筒內，讀出量筒內食用油的體積為V₁，則測得的食用油密度的表達式為$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{V}_{1}}$．
（2）小張同學的方案：在燒杯內倒入適量食用油，用調節平衡的天平測出燒杯和食用油的總質量m₃．然后將燒杯內部分食用油倒入量筒，再測出燒杯和剩余食用油的總質量m₄，讀出量筒內食用油的體積V₂，其測得的食用油密度的表達式為$\frac{{m}_{3}-{m}_{4}}{{V}_{2}}$．
（3）請你對上述兩種實驗方案進行評估，按小張同學的實驗方案進行測量，實驗誤差可能小一些．

Answer 1

分析 （1）天平的正確使用：“放”把天平放在水平臺上，游碼移到標尺左端的零刻度．
把燒杯內的油全部倒入量筒內，量筒內油的質量等于燒杯和食用油的總質量減去空燒杯的質量，讀出量筒內食用油的體積，根據密度公式即可得出食用油密度的表達式．
（2）把燒杯內的油適量倒入量筒內，量筒內油的質量等于燒杯和食用油的總質量減去燒杯和剩余食用油的總質量，讀出量筒內食用油的體積，根據密度公式即可得出食用油密度的表達式．
（3）小李的實驗中燒杯內的食用油不可能全部倒入量筒中，會沾在燒杯壁上，使質量測量值大于倒入量筒中食用油的質量．

解答 解：（1）天平的使用和調節：把天平放在水平臺面上，把游碼置于標尺的零刻度線處，調節天平的右端的平衡螺母，使天平橫梁水平平衡．
燒杯和食用油的總質量m₂，空燒杯的質量m₁，所以量筒內油的質量為：m₂-m₁．
又量筒內食用油的體積為V₁，
根據密度公式ρ=$\frac{m}{V}$可得：食用油密度的表達式是：ρ_油=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{V}_{1}}$，
（2）因為燒杯和食用油的總質量m₃，燒杯和剩余食用油的質量m₄，所以量筒內油的質量為：m₃-m₄．
又因為量筒內食用油的體積為V₂，根據密度公式ρ=$\frac{m}{V}$，
可得：食用油密度的表達式是：ρ_油′=$\frac{{m}_{3}-{m}_{4}}{{V}_{2}}$．
（3）小李先測空燒杯的質量，再測燒杯和液體總質量，最后將液體倒入量筒來測體積，這種做法會因燒杯壁粘液體而使測出的體積偏小，導致算出的液體密度偏大；而小張先測出燒杯和食用油的總質量，然后將燒杯內的適量食用油倒入量筒內，再測出燒杯和剩余食用油的總質量，讀出量筒內食用油的體積，避免了容器壁粘液體帶來的實驗誤差，能使實驗誤差減小．
故答案為：（1）水平桌面；零刻線；$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{V}_{1}}$；（2）$\frac{{m}_{3}-{m}_{4}}{{V}_{2}}$；（3）小張．

點評 同樣測量液體的密度，本題同時給出了兩種方案，讓學生分析辨別，提高了學生的思考能力，鍛煉了學生思維能力．是一道好題．