现有空奶瓶、适量的水(不足一瓶)、天平(带砝码)、细皮筋,不增加其他仪器,欲测出牛奶的密度.请写出实验步骤和密度表达式.
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解题思路:利用天平测出空奶瓶的质量,再把水倒入空奶瓶中并把细皮筋套在瓶子上,使之与水平相平,测出奶瓶和水的质量,两者之差即为水的质量,根据密度公式求出水的体积;然后把水倒出,倒入液面和细皮筋相平的牛奶,此时牛奶的体积和水的体积相等,测出此时瓶子的质量,求出牛奶的质量,根据密度公式求出牛奶的密度.

答:实验步骤:

(1)使用天平测出空瓶的质量m1

(2)在空瓶中倒入适量的水,并把细皮筋套在与水平相平的位置,用天平测出总质量m2

(3)将瓶中的水倒出后,倒入与细皮筋液面相平的牛奶,并测出总质量m3

密度表达式:

∵ρ=[m/V],

∴牛奶的体积:

V牛奶=V=

m水

ρ水=

m2−m1

ρ水,

牛奶的质量为m牛奶=m3-m1

∴牛奶的密度:

ρ牛奶=

m牛奶

V牛奶=

m3−m1

m2−m1

ρ水=

m3−m1

m2−m1ρ

即ρ牛奶=

m3−m1

m2−m1ρ

点评:

本题考点: 设计实验测密度.

考点点评: 本题是间接测量液体密度的一种方法,测量仪器中没有量筒,可以借助空瓶子和水间接得到液体体积,但操作中注意瓶子装水或液体一定要相等(利用细皮筋),再利用密度公式计算,题目体现了运用物理知识解决实际问题的思想,属于中档题.