中考物理實驗8 （考點精講）測量固體的密度

實驗八測量固體的密度【設(shè)計與進行實驗】1.實驗原理：2.天平的使用和讀數(shù)：（1）天平的使用：①實驗前，將天平放在水平臺面上，先用鑷子使游碼歸零，然后觀察指針，若指針偏向分度盤的右側(cè)，則應(yīng)向左調(diào)節(jié)橫梁兩端的平衡螺母，使指針指在分度盤的中央；若指針偏向分度盤的左側(cè)，則應(yīng)向右調(diào)節(jié)橫梁兩端的平衡螺母.注意:a.調(diào)節(jié)平衡螺母使天平平衡前，必須先將游碼移到標尺上的零刻度處.b.在測量過程中嚴禁再次調(diào)節(jié)平衡螺母.②實驗中，將物體放在天平的左盤，在右盤中加、減砝碼并調(diào)節(jié)游碼，使天平再次平衡，則m物=m砝碼+m游碼示.（左物右碼，用鑷子加減砝碼.添加砝碼時，先大后小，當最小的砝碼放上太重時，去掉太輕時，應(yīng)去掉最小砝碼并調(diào)節(jié)游碼）；（2）天平使用過程中的錯誤操作：①游碼未歸零，天平已經(jīng)調(diào)節(jié)平衡，導(dǎo)致所測物體質(zhì)量偏大；②指針偏左，便開始測量，所測物體質(zhì)量偏大；③指針偏右，便開始測量，所測物體質(zhì)量偏小；④砝碼磨損，會導(dǎo)致所測物體質(zhì)量偏大；⑤砝碼生銹，會導(dǎo)致所測物體質(zhì)量偏?。?.量筒的使用和讀數(shù)；①讀數(shù)時，視線應(yīng)與液面相平（如圖甲）；若俯視讀數(shù)（如圖乙），則讀數(shù)比真實值大；若仰視讀數(shù)（如圖丙），則讀數(shù)比真實值小.②液體體積=大格示數(shù)+小格數(shù)×分度值.4.實驗裝置5.實驗步驟①用天平測出固體物塊的質(zhì)量為；②用燒杯將適量的水倒入量筒內(nèi)，正確讀出水的體積V1；將待測小固體用細線拴住，輕輕地浸沒于量筒內(nèi)的水中；正確讀出水面上升后的總體積V2；被測小固體的體積：V=V2-V1；③石塊的密度為：【交流與討論】6.誤差分析：（1）誤差分析:①用排水法測固體的密度時，應(yīng)先測質(zhì)量，再測體積，否則由于物體上沾了水，會造成質(zhì)量的測量結(jié)果偏大，算出的密度值偏大.②測質(zhì)量時，若砝碼磨損，會導(dǎo)致測得的質(zhì)量偏大，算出的密度偏大.③測質(zhì)量時，若砝碼銹蝕，會導(dǎo)致測得的質(zhì)量偏小，算出的密度偏小.④測體積時，若系物體的線太粗，會導(dǎo)致測得的體積偏大，算出的密度偏小.⑤測體積時，若系固體的線吸水，會導(dǎo)致水面上方的線被浸濕，測得的體積偏小，算出的密度偏大.總結(jié):根據(jù)，分析在測量過程中是質(zhì)量的測量引起的誤差還是體積的測量引起的誤差.（2）測量特殊物質(zhì)的體積及可能存在的誤差來源:①密度小于水且不溶于水的物體，采用針壓法測物體的密度，若所用的針較粗，類比4（1）中的④分析測量誤差.②粉末狀物質(zhì)可直接用量筒測量體積（壓緊粉末狀物質(zhì)）；顆粒狀物質(zhì)可用排沙法測量體積，用排沙法測體積時如果振蕩不充分，會使測得的體積偏大，算出的密度偏小.③體積較大且不溶于水的物體a.采用溢水法:在溢水杯中裝滿水，使物體浸沒在水中，則物體的體積等于排開水的體積，即V物=V排.若溢水杯中的水未裝滿，則會使測得的體積偏小，算出的密度偏大.b.采用補水法:使被測物體浸沒在水中，在水面處作標記，取出物體，加水至標記處，則物體的體積等于加入水的體積，即V物=V加.由于取出物體時，物體上會沾一部分水，所以該方法會使測得的體積偏大，算出的密度偏小.（3）只有彈簧測力計時，測量密度大于水的固體密度時，需借助浮力知識.①利用彈簧測力計測出物體的重力G.②使掛在彈簧測力計下的固體浸沒在水中，讀出此時彈簧測力計的示數(shù)F.③則待測固體密度的表達式為【例1】小明所在的實驗小組想通過實驗來測量金屬螺母A、B、C的密度.（1）小明將天平放在水平臺面上，游碼移到標尺左端的零刻度線處，觀察到指針指在分度盤上的位置如圖1甲所示，此時應(yīng)將平衡螺母向左調(diào)節(jié)，使指針對準分度盤中央的刻度線.（2）小明同學(xué)設(shè)計了下列實驗步驟:①用調(diào)節(jié)好的天平測出金屬螺母A的質(zhì)量m；②向量筒中倒入適量的水，讀出水的體積V1；③根據(jù)密度的公式，算出金屬螺母A的密度ρ；④將金屬螺母A浸沒在量筒內(nèi)的水中，讀出金屬螺母A和水的總體積V2.他應(yīng)采用的正確實驗步驟順序為A（選填下列選項前的字母）.A.①②④③ B.①②③④C.②③④① D.②③①④（3）用調(diào)節(jié)好的天平測量金屬螺母A的質(zhì)量，天平平衡時右盤中所加砝碼和游碼在標尺上的位置如圖1乙所示，則金屬螺母A的質(zhì)量為63.2g.（4）已知V1=30mL，V2的示數(shù)如圖1丙所示，則金屬螺母A的體積為8cm3.（5）金屬螺母A的密度為7.9g/cm3.（6）若小明同學(xué)在實驗中，先測量金屬螺母A的體積，再測量它的質(zhì)量，則所測得的金屬螺母A的密度值比其真實值大.（7）若小明在讀取圖1丙中的示數(shù)時仰視讀數(shù)（V1的測量值準確），則所測得的金屬螺母A的密度將偏大.（8）在測質(zhì)量時，若小明使用的天平所帶的砝碼被磨損，則質(zhì)量的測量值將偏大.（9）若小明使用的天平所帶的砝碼生銹了，則所測出的質(zhì)量值比真實值小.（10）如圖2所示，是與小明同組的另一位同學(xué)在調(diào)節(jié)天平平衡時的情景，存在的錯誤之處是沒有將游碼歸零.（11）與小明同組的小杜同學(xué)只有一個彈簧測力計，他采用如圖3所示的方法，測出了金屬螺母B的密度，請回答下列問題:（g取10N/kg）a.如圖3甲所示，測得金屬螺母B的重力為4N，則金屬螺母B的質(zhì)量是400g；b.如圖3乙所示，金屬螺母B浸沒在水中時，受到的浮力為1N，則金屬螺母B的體積為10-4m3；c.金屬螺母B的密度為4×103kg/m3.（12）與小明同組的小晨設(shè)計了一個實驗，用排水法測金屬螺母C的密度.實驗器材有小空桶、溢水杯、燒杯、量筒和水，實驗步驟如下:①讓小空桶漂浮在盛滿水的溢水杯中，如圖4甲；②將金屬螺母C浸沒在水中，測得溢出水的體積為20mL，如圖4乙；③將燒杯中20mL水倒掉，從水中取出金屬螺母C，如圖4丙；④將金屬螺母C放入小空桶，小空桶仍漂浮在水面，測得此時溢出水的體積為44mL，如圖4丁.請回答下列問題:a.被測金屬螺母C的體積為20cm3；b.被測金屬螺母C的質(zhì)量是64g；c.在步驟③中，若有少量水沾在燒杯壁上沒有倒干凈，則測出的金屬螺母C的密度將偏大；d.在實驗步驟④中，若將沾有水的金屬螺母C放入小空桶，則測出的金屬螺母C的密度將不變.【例2】小麗同學(xué)在“測量雞蛋的密度”實驗中，進行了以下操作：甲乙丙（1）將天平放在水平桌面上，把游碼移到零刻度線處，指針靜止后的情形如圖（甲）所示．要使橫梁平衡，應(yīng)將橫梁上的平衡螺母向右（選填“左”或“右”）調(diào)，直至天平平衡．接著將雞蛋放在天平的左盤，在右盤加減砝碼，移動游碼直到天平重新恢復(fù)平衡，所加砝碼的質(zhì)量和游碼的位置如圖（乙）所示，則被測雞蛋的質(zhì)量為42g.（2）因可供選擇的量筒口徑較小，雞蛋無法放入，小麗自制了一個溢水杯，采用如圖（丙）所示的方法測量雞蛋的體積，其具體做法是：先在溢水杯中加水，直到水面恰好與溢水口相平，把量筒放在溢水口下方，將雞蛋慢慢放入溢水杯中，雞蛋最終沉入水底，量筒收集完從溢水杯溢出的水后，示數(shù)如圖（丙）所示．則雞蛋的體積為40cm3.（3）被測雞蛋的密度為1.05g/cm3.（4）在調(diào)節(jié)分度盤指針時，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)無論怎么調(diào)節(jié)平衡螺母，指針始終指向分度盤的左側(cè)，該同學(xué)將幾粒米放入右盤后，天平平衡．然后測小礦石的質(zhì)量，則測量結(jié)果等于（選填“大于”“小于”或“等于”）小礦石的真實質(zhì)量．（5）這位同學(xué)按以下步驟測小礦石的密度：A．在量筒中倒入適量的水并記下水的體積；B．將小礦石用細線系好后慢慢地放入量筒中并記下