测量密度实验中的误差分析

丈量密度实验中的误差分析之迟辟智美创作在初中物理学习中，“密度”这一知识点既是重点也是难点，在社会生活及现代科学技术中密度知识的应用也十分普遍，对未知物质密度的测定具有十分重要的现实意义，特别是为物理的探究式教学，自主介入式学习提供了很好的素材，值得我们认真地探索和挖掘.
在“丈量物质密度”的实验教学过程中初中物理只要求学生掌握丈量固体和液体密度的方法，下面就从误差的分类和来源两各方面来分析罕见的几种实验方法中的误差发生原因和减小误差的方法.
一、误差及其种类和发生原因：
每一个物理量都是客观存在，在一定的条件下具有不依人的意志为转移的客观年夜小，人们将它称为该物理量的真值.进行丈量是想要获得待丈量的真值.然而丈量要依据一定的理论或方法，使用一定的仪器，在一定的环境中，由具体的人进行.由于实验理论上存在着近似性，方法上难以很完善，实验仪器灵敏度和分辨能力有局限性，周围环境不稳定等因素的影响，待丈量的真值是不成能准确测得的，丈量结果和被丈量真值之间总会存在或多或少的偏差，这种偏差就叫做丈量值的误差.
丈量误差主要分为两年夜类：系统误差、随机误差.
（一）系统误差发生的原因：1、丈量仪器灵敏度和分辨能力较低；2、实验原理和方法不完善等.
（二）随机误差发生的原因：1、环境因素的影响；2、实验者自身条件等.
二、减小误差的方法
1、选用精密的丈量仪器；
2、完善实验原理和方法；
3、屡次丈量取平均值.
三、丈量固体密度
（一）丈量规则固体的密度：
原理：ρ=m/V
实验器材：天平（带砝码）、刻度尺、圆柱体铝块.
实验步伐：1、用天平测出圆柱体铝块的质量m；
2、根据固体的形状测出相关长度（横截面圆的直径：D、高：h），
由相应公式（V=Sh=πD2h/4）计算出体积V.
3、根据公式ρ=m/V计算出铝块密度.
误差分析：
1、发生原因：（1）丈量仪器天平和刻度尺的选取不够精确；
（2）实验方法不完善；
（3）环境温度和湿度因素的影响；
（4）丈量长度时估读和丈量方法环节；
（5）计算时常数“π”的取值等.
2、减小误差的方法：（1）选用分度值较小的天平和刻度尺进行丈量；
（2）如果可以选择其他丈量工具，则在丈量体积时可以选
择量筒来丈量体积.
（3）丈量体积时应当考虑环境温度和湿度等因素，如“热
胀冷缩”对分歧资料的体积影响.
（4）对同一长度的丈量，要选择正确的丈量方法，读数
时要估读到分度值的下一位，且要多丈量几次求平均
值.
（5）常数“π”的取值要尽量准确等.
（二）丈量不规则固体的密度：
原理：ρ=m/V
实验器材：天平（带砝码）、量筒、小石块、水、细线.
实验步伐：1、用天平测出小石块的质量m；
2、在量筒中倒入适量的水，测出水的体积内V1；
3、用细线系住小石块，使小石块全部浸入水中，测出总体积V2；
4、根据公式计算出固体密度.ρ=m/V=m/(V2-V1)
误差分析：
1、发生原因：（1）丈量仪器天平和量筒的选取不够精确；
（2）实验方法、步伐不完善；
（3）环境温度和湿度等因素的影响；
2、减小误差的方法：（1）选用分度值较小的天平和刻度尺进行丈量；
（2）丈量小石块的质量和体积的顺序不能倒置；
（3）选择较细的细线；
（4）丈量体积时应当考虑环境温度和湿度等因素，如“水
的蒸发”等因素对的体积影响.
（5）丈量质量和体积时，要多丈量几次求平均值.
误差分析：
1、发生原因：（1）丈量仪器天平的选取不够精确；
（2）实验方法、步伐不完善；
（3）环境温度和湿度等因素的影响.
2、减小误差的方法：（1）选用分度值较小的天平进行丈量；
（2）丈量小石块的质量和体积的顺序不倒置；
（3）选择较细的细线；
（4）丈量体积时应当考虑环境温度和湿度等因素，如“水
的蒸发”等因素对的体积影响、“水质（选用纯洁水）”
因素对水的密度的影响等.
（5）丈量质量时，要多丈量几次求平均值.
四、丈量液体密度
原理：ρ=m/V
方法一：
实验器材：天平、量筒、烧杯、水、盐.
实验步伐：1、用天平测出空烧杯的质量m1；
2、在烧杯中倒入适量的水，调制出待丈量的盐水，用用天平测出烧
杯和盐水的总质量m2；
3、将烧杯中的盐水全部导入量筒中测出盐水的体积V；
4、根据公式ρ=m/V=(m2-m1)/V计算出固体密度.
误差分析：
1、发生原因：（1）丈量仪器天平和量筒的选取不够精确；
（2）实验方法、步伐不完善；
（3）环境温度和湿度因素的影响；
2、减小误差的方法：（1）选用分度值较小的天平和量筒进行丈量；
（2）尽量将烧杯中的水倒入量筒中；
（3）丈量体积时应当考虑环境温度和湿度等因素，如“水
的蒸发”等因素对的体积影响.
（4）丈量质量和体积时，要多丈量几次求平均值.
说明：该试验方法中因为无法将烧杯中的水全部倒入量筒中，在烧杯内壁上或多或少会残留一些水，还有欠好控制水的几多，所以实验误差较年夜，建议一般不选择此方法丈量液体密度.
方法二：
实验器材：天平、量筒、烧杯、水、盐.
实验步伐：1、在烧杯中倒入适量的水，调制出待丈量的盐水，用天平测出烧杯
和盐水的总质量；
2、将适量的盐水倒入量筒中，测出量筒中的盐水的体积；
3、用天平测出剩余的盐水和烧杯的总质量；
4、根据公式ρ=m/V=(m2-m1)/V计算出盐水的密度.
误差分析：
1、发生原因：（1）丈量仪器天平和量筒的选取不够精确；
（2）环境温度和湿度因素的影响；
2、减小误差的方法：（1）选用分度值较小的天平和量筒进行丈量；
（2）丈量体积时应当考虑环境温度和湿度等因素，如“水
的蒸发”等因素对的体积影响；
（3）丈量质量和体积时，要多丈量几次求平均值.
以上就是初中阶段丈量固体和液体密度的一些经常使用方法，以及这些实验中发生误差的原因和如何减小误差的方法提出一些自己的意见.固然，初中阶段不要求学生对误差进行深入的分析和处置，但也要求学生能找出简单的误差原因，在教学过程教师应该对每个实验中对发生误差的原因进行分析，根据其原因提出如何来减小这些误差的方法，从而培养学生的实验设计、实验把持、实验数据和结果的处置和分析能力，提高学生自身的综合素质.。