密度測量實驗中的誤差分析

1、密度測量實驗中的誤差分析戴同蘭江蘇省泰州市高港實驗學(xué)校江蘇 泰州 225321密度測量是各地中考的熱點，特別是這局部的實驗誤差的有關(guān)分析，既是中考的重點，也是中考的難點.這局部內(nèi)容既有助于培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成細(xì)心分析問題的好習(xí)慣，又有助于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力為了便于學(xué)生能很好的理解并掌握，筆者對這局部內(nèi)容進行了簡單的歸納和梳理， 與大家一起學(xué)習(xí)和分享.密度測量又分固體密度的測量和液體密度的測量，不管是哪種物質(zhì)的密度測量，其誤差分析的根本方法都是一樣的， 其分析步驟都是：第一步，分析實驗操作過程中是導(dǎo)致質(zhì)量還是體積不 準(zhǔn)確；第二步，分析不準(zhǔn)確的物理量是偏大還是偏??；第三步，由密度測量的原理m判斷V 密

2、度p是偏大還是偏小.下面分別從固體密度的測量和液體密度的測量兩個方面進行分析：一、固體密度的測量：例12022吉林在測小石塊的密度的實驗中，小明先用天平測小石塊的質(zhì)量如圖甲所 示，小石的質(zhì)量是 g，再用量筒測小石塊的體積如圖乙所示，測得的小石塊的密度p i = g/cm3；小麗做實驗時，先用量筒測小石塊的體積，再用天平測小石塊的質(zhì)量，測得的小石塊的密度為p2，那么p 2p i選填大于、等于或小于.jTFrnNi jfn i epni iiHr iT0 1 2 3 4-甲解析：測固體密度時應(yīng)該先測質(zhì)量再測體積，假設(shè)先測體積再測質(zhì)量可能會因固體上沾有 水而使測得的質(zhì)量偏大，測得的密度也偏大.2體積

3、測量不準(zhǔn)確而引起的誤差：體積測量不準(zhǔn)確而引起的誤差一般包括兩種情況：一種情況是實驗操作過程中測得的固體 體積偏小，還有一種是測得的固體體積偏大.下面通過有關(guān)例子分別加以說明.1被測固體體積偏小而導(dǎo)致測得的密度偏大例2 2022泉州小理想知道家里一只茶壺 如以下列圖的密度.取壺蓋進行如下測量：11將天平放在水平桌面上.調(diào)節(jié)天平衡后.將壺蓋放在天平的左盤，往右盤放入砝碼后， 發(fā)現(xiàn)指針在分度標(biāo)尺上的位置如圖a所示.此時他應(yīng) .選填字母代號A .向左調(diào)節(jié)平衡螺母B .向右調(diào)節(jié)平衡螺母C .減少砝碼的質(zhì)量D .增加砝碼的質(zhì)量天平平衡時，砝碼的質(zhì)量和游碼的位置如以下列圖a所示，壺蓋的質(zhì)量為 g;2如圖b所

4、示，將壺蓋放人裝滿水的燒杯，把溢出的水倒人量筒中如圖c所示壺蓋的體積為 cm3,壺蓋的密度為 g/cm3，該壺蓋的密度為 kg/cm3用該方法測出茶壺的密度比真實值 解析：該題中將溢出的水倒人量筒中時， 測得的固體的體積偏小而導(dǎo)致測得的密度偏大. 中未裝滿水，還有一種是固體放進燒杯中后，因小桶中的水不可能倒得干凈，還殘留了一點水使該題還可有以下兩種變形：一種是剛開始時燒杯 未等水停止外流就來測溢出的水的體積，這兩種情另外，該題中的燒杯有時可用溢水況同樣都會使測得的固體的體積偏小而導(dǎo)致測得的密度偏大. 杯來代替，命題方式和該題一樣.例3 2022潛江、天門、仙桃等同學(xué)們想測量開水瓶軟木塞的密度，

5、于是切下一塊干軟木,進行了實驗，實驗步驟如下: 調(diào)整天平橫梁平衡； 用天平測出軟木塊的質(zhì)量 m,示數(shù)如圖甲； 在量筒中裝入適量的水，如圖乙； 讀出水的體積Vi； 用細(xì)線系住軟木塊和鐵塊，將鐵塊浸沒在水中，如圖丙，讀出水和鐵塊的總體積V2； 將軟木塊和鐵塊同時浸沒在水中，如圖丁，讀出水、鐵塊和軟木塊的總體積V3；請答復(fù)以下問題：1在步驟中，發(fā)現(xiàn)天平指針偏向分度盤中央刻度線左側(cè)，那么應(yīng)向選填 左或右調(diào)節(jié)平衡螺母.2請根據(jù)上述實驗步驟，將下面表格內(nèi)容填寫完整.物理量軟木塊的質(zhì)量m/g水的體積V1 /cm3水和鐵塊的總體積V2/cm3水、軟木塊和鐵塊 的總體積V3/cm3軟木塊的密度p 木/ kg m

6、-3數(shù)值403小紅同學(xué)發(fā)現(xiàn)在上述步驟中，有一步驟是多余的，這一步驟是填序號.4同學(xué)們經(jīng)過評估交流后，發(fā)現(xiàn)干軟木具有吸水性，那么所測密度應(yīng)選填大于或 小于軟木塊的實際密度.解析：該題中由于干軟木具有吸水性，使測得的軟木的體積偏小，那么測得的軟木的密度偏大. 2被測固體體積偏大而導(dǎo)致測得的密度偏小例4 2022廣西桂林今年小明家種植柑橘獲得了豐收小明想：柑橘的密度是多少呢？于是，他將柑橘帶到學(xué)校實驗室，用天平、溢水杯來測量柑橘的密度他用天平測出一個柑橘的質(zhì) 量是114g，測得裝滿水的溢水杯的總質(zhì)量是360g ;然后借助牙簽使這個柑橘浸沒在溢水杯中,當(dāng)溢水杯停止排水后再取出柑橘，接著測得溢水杯的總質(zhì)

7、量是240g 請根據(jù)上述實驗過程解答以下問題：1溢水杯中排出水的質(zhì)量是多大？2這個柑橘的體積和密度各是多大？3小明用這種方法測出的這個柑橘的密度與它的實際密度比擬，是偏大還是偏??？解析：該類題目屬于固體密度小于水， 無法直接用排液法測固體的體積， 采用針壓法或懸重 法等要考慮針或線的體積而導(dǎo)致被測固體的體積變大而導(dǎo)致測得的密度偏小. 假設(shè)固體密度大于 水，在用排液法測固體的體積時，假設(shè)細(xì)線的體積不能忽略，所測固體的體積也會變大，導(dǎo)致測 得的密度偏小，如 2022年，鹽城中考時就考了這種題目.例5 2022徐州測量大米密度時，小華發(fā)現(xiàn)米粒間有空隙，假設(shè)把空隙的體積也算作大米的體積將使密度的測量結(jié)

8、果偏_于是，鬥卩蝕仟臨她用一個飲料瓶裝滿水，擰上蓋子，用天平測出總質(zhì)量為143g 又測 占呂二n出48g大米，放入瓶中，擦干溢出的水，再測這時的總質(zhì)量天平平|衡時，右盤中的砝碼和游碼位置如下列圖，那么總質(zhì)量為 g。由此可以 算出這種大米的密度為 kg/m3 解析：該類題目屬于顆粒狀固體密度的測量，在測顆粒狀固體的體積時會由于固體間有間隙而使測得的固體體積偏大而導(dǎo)致測得的密度偏小類似的還有測油菜籽、小麥等的密度.假設(shè)所測固體為易溶于水的形狀不規(guī)那么的固體小顆粒物質(zhì)，如：例6 2022河南 某小組測量一種易溶于水形狀不規(guī)那么的固體小顆粒物質(zhì)的密度，測量的 局部方法和結(jié)果如圖甲、乙所示.|iii屮山

9、|冋川屮111|L !23 * 俎a在單冏$中舊日將mt的囂憫1將天平放在水平桌面上，將游碼移至標(biāo)尺的 處，然后調(diào)節(jié) ,使天平平衡接著，用天平測量適量小顆粒的質(zhì)量當(dāng)天平重新平衡時，砝碼質(zhì)量和游碼位置如 下列圖，那么稱量的顆粒質(zhì)量是 g 2因顆粒易溶于水，同學(xué)們采用圖乙所示的方法測量體積，所稱量的顆粒體積是cm33該物質(zhì)的密度是 g/cm3 4在步驟C中，假設(shè)搖動不夠充分，那么測出的密度比實際密度值偏 解析：該題中假設(shè)搖動不夠充分，那么會造成計算出的體積中包含了局部空隙體積而使被測固體的體積偏大而導(dǎo)致測得的密度偏小.例72022自貢小明在實驗室里測量一塊形狀不規(guī)那么、體積較大的礦石的密度.1因礦

10、石體積較大，放不進量筒，因此他利用一只燒杯，按以下列圖所示方法進行測量，礦石的體積是 cm3申?帚斗龜*、稈甲豐甘層2用托盤天平已測得礦石的質(zhì)量是175.6g,那么礦石的密度是 kg/m3;從圖A到圖B的操作引起的密度測量值比真實值 選填：偏大、偏小或不變.3在使用已調(diào)節(jié)好的托盤天平，按標(biāo)準(zhǔn)的操作來稱量礦石的質(zhì)量時，通過增、減砝碼后 指針偏在分度盤中線右邊一點，這時應(yīng)該 .A 向左調(diào)平衡螺母B 往右盤中加砝碼C 從右盤中減砝碼D 向右移動游碼解析：該題在 B操作中由于取出礦石時礦石上沾有局部水，使測得的礦石的體積實質(zhì)上是 礦石加礦石上所沾水的體積，所以測得的體積偏大而導(dǎo)致測得的密度偏小.二、液

11、體密度的測量：例82022廣東 學(xué)習(xí)密度知識后，劉明同學(xué)用實驗測量某品牌酸奶的密度：1調(diào)節(jié)天平橫梁平衡時， 指針偏向分度盤中央紅線的右側(cè)，此時應(yīng)向 _選填 左或 右移動平衡螺母，才能使天平平衡.2如下列圖甲、乙、丙圖是他按順序進行實驗的示意圖；依據(jù)圖中的數(shù)據(jù)填人下表的空格中。物理星/單位空杯的質(zhì)量杯和酸奶的質(zhì)量酸勵的體積V/mL議奶的曹度PZKg * m 3測就直選填偏大或偏小如3在以上實驗中，燒杯內(nèi)壁會殘留局部酸奶而導(dǎo)致實驗結(jié)果 何做才能防止由此產(chǎn)生的實驗誤差？ 解析：該題將燒杯內(nèi)的酸奶倒入量筒中時會殘留局部酸奶在燒杯內(nèi)，使測得的酸奶的體積偏小，測得的酸奶的密度偏大.例9 2022呼和浩特下面是某同學(xué)做“測得鹽水密度的實驗數(shù)據(jù)記錄表 1請根據(jù)記錄數(shù)據(jù)填好表格的空格。容器的質(zhì)量g容器和鹽水的總質(zhì)量g鹽水的質(zhì)量g鹽水的體積cm3鹽水的密度kg/ m3502實驗中的操作步驟有:a.把鹽水倒進量筒，用量筒測出鹽水的體積b