Question

4．小明和小紅使用不同器材分別對酒精的密度進行了測量．
（1）請將他們的實驗過程補充完整．
小明利用一個已調(diào)好的天平（沒有砝碼）、兩個相同的燒杯、刻度尺和水（ρ_水已知）測量酒精密度的過程如下：
①天平的左、右盤中分別放上燒杯，并在其中一個中倒入適量的水；
②用刻度尺測出水面到燒杯底的高度為h₁；
③在另一個燒杯中倒入適量的酒精，使天平平衡；
④用刻度尺測出酒精液面到燒杯底的高度為為h₂；
⑤計算酒精密度的表達式為：ρ_酒精=$\frac{{h}_{1}}{{h}_{2}}$•ρ_水．
（2）小紅利用天平、量筒、燒杯測量酒精密度的過程如下：
①把適量酒精倒入燒杯中，放在已調(diào)好的天平上測出燒杯和酒精的總質(zhì)量m₁；
②把燒杯中的部分酒精倒入量筒中，測出體積V；
③用天平測出燒杯和剩余酒精的總質(zhì)量m₂；
④請用上述物理量寫出酒精密度的計算式ρ=$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{V}$．

Answer 1

分析 （1）小明的實驗沒有砝碼，利用酒精和水的質(zhì)量相等，根據(jù)ρ_水V_水=ρ_酒精V_酒精，所使用的兩個燒杯相同，只要測出質(zhì)量相等的水和酒精的深度即可計算出酒精密度；
（2）小紅測量酒精密度中根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$，只要正確的分別測出酒精的質(zhì)量和體積即可算出其密度．

解答 解：（1）因為燒杯是一樣的即底面積相同故測出液體高度h，則V=sh，故④答案為：用刻度尺測出酒精面到燒杯底的高度為h₂；
計算酒精的密度：先計算空燒杯的質(zhì)量為m-ρ_水sh₁，在計算酒精的質(zhì)量為m-（m-ρ_水sh₁）=ρ_水sh₁，
故酒精的密度ρ_酒精=$\frac{{ρ}_{水}S{h}_{1}}{S{h}_{2}}$=$\frac{{ρ}_{水}{h}_{1}}{{h}_{2}}$，所以⑤答案為：$\frac{{h}_{1}}{{h}_{2}}$•ρ_水．
（2）讀出量筒中酒精的體積，還需得知量筒中酒精的質(zhì)量，所以下一步應(yīng)該測量剩余酒精與燒杯的總質(zhì)量m₂，則可得量筒中酒精的質(zhì)量m=m₁-m₂；
酒精的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{V}$．
故答案為：（1）④用刻度尺測出酒精液面到燒杯底的高度為為h₂；⑤$\frac{{h}_{1}}{{h}_{2}}$•ρ_水；（2）③用天平測出燒杯和剩余酒精的總質(zhì)量m₂；④ρ=$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{V}$．

點評 本題是測量酒精的密度實驗，（1）應(yīng)用到物理的方法是替代法，間接測量某個物理量這也是物理上常用的一種方法，（2）測量過程中，注意量筒中質(zhì)量和體積的統(tǒng)一．