密度测不准的原因

密度测不准的原因

测量物质的密度是一个重要实验，它涉及较多实验器材的正确使用，对学生能力要求较高，各地中考几乎每年必考，且在实验探究题中所占分值一般较大。常规考法是量筒和天平的正确使用与读数，然后利用密度公式计算出物质的密度。这些年随着新课标的实施，对密度测量的考查越来越灵活，特别是围绕密度测量值比真实值偏大还是偏小（即进行误差分析），让大家进行分析讨论，这类问题正成为中考新的热点。下面结合2013年各地中考密度试题，对密度测不准的原因进行分类，并有针对性地提出解决方法，以便使同学们明确这类问题的分析方法。

1由于固体吸水而测不准及解决方法

例1（2013?南通）小明家在装修房子，他想知道大理石密度的大小，就利用托盘天平和量筒对一小块大理石进行测量。

解决方法：测量小固体密度时，由于要用量筒和水测量其体积，所以要先测质量，后测体积，避免固体沾有水对测量的影响。当固体吸水时，可在测出其质量后，把固体放在水中让其吸足水，然后再用量筒

测量其体积。

2由于固体体积较大而测不准及解决方法

（3）他发现瓷片放不进量筒，改用如图3所示的方法测瓷片的体积：

（5）根据以上步骤，你认为小李同学测出的瓷片密度值（填“偏大”或“偏小”）。

分析：瓷片放不进量筒，无法像测量小固体的体积那样，用量筒和水测量其体积。试题所述的方法，属于等量代换法的应用。即瓷片的体积等于从量筒里倒进烧杯里的水的体积。读取量筒内水的体积时，要注意两点：视线与凹形液面的底部相平，还有量筒的分度值为2ml。采用上述方法测量瓷片密度时，由于取出瓷片时，不可避免地要带走一些水，会使量筒内的水向烧杯内多倒一些，即测量的瓷片体积偏大，因此测出的瓷片密度偏小。

答案：（1）平衡螺母（2）32（3）14（4）229（或23）（5）偏小

解决方法：等量代换是物理中常用的方法，用此方法可以测量体积稍大的物体的体积。但用此法时，由于取出的物体不可避免地要带走一些水，即物体和这些带走的水都充当了物体体积，所以会使测量的物体变大，测出的密度变小。如果在物体放进烧杯中之

前先沾上水，再进行实验，则可以避免上述原因产生的误差。

3由于实验步骤欠精密而测不准及解决方法

例3（2013?东营）东营地区石油储量丰富，为了测量某油井所产石油的密度，小刚收集了该井所产石油样品进行了如下测量（常温下石油为黏稠的液态）。

（3）根据测量的数据，求得所测石油的密度为

g/cm3。

（4）联想到某起石油泄漏事故中石油漂浮在水面上的情景，小刚发现自己测量的石油密度值偏大，你认为该实验方案造成测量结果偏大的原因是。

（5）针对小刚的实验方案，请提出改进办法：。

分析：（1）天平的读数等于右盘中砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值。由图甲知，标尺的分度值为02g，所以天平的读数为50g+20g+10g+18g=818g。

（2）在进行量筒的读数时，视线与凹形液面的底部相平，注意量筒的分度值为2ml，所以量筒的读数为46mL。

（3）烧杯内石油的质量

m[WTBZ]=818g-312g=506g，根据ρ=mV[WTBZ]可计算石油的密度。

（4）将烧杯内的石油倒入量筒中时，不可能倒干

净，所以测量的石油体积偏小，根据密度公式，则所测密度偏大。

（5）可先测出石油和烧杯的总质量，将一部分石油倒入量筒后，再测出烧杯和剩余石油的质量，用量筒中的石油质量和体积便可计算石油密度。即注意量筒中的体积和质量应对应，这样便可减小误差。

答案：（1）818（2）46（3）11（4）从烧杯向量筒中倒石油时，烧杯中有残留，使所测得的石油体积偏小，从而使密度值偏大（5）先测出石油和烧杯的总质量，将石油倒入量筒后再测出烧杯和剩余石油的质量。

解决方法：由于液体具有流动性，必须用烧杯等容器盛放。无论先将烧杯内的液体倒进量筒还是先将量筒内的液体倒进烧杯，都存在因液体沾在容器壁上而倒不干净的问题。学习过程中有同学提出这样的方法：用天平测出量筒的质量m1；将适量的液体倒入量筒中，测出液体的体积V；用天平测出液体和量筒的质量m2；计算出液体密度ρ=（m2-m1）/V。单纯从减小误差的角度来考虑，上述步骤是正确的。但上述步骤忽略了另一重要因素――安全性。试想，量筒又细又高，底座面积又小，放在晃晃悠悠的天平上，一不留神就会翻倒，怎不让实验者胆战心惊。作为实验，

安全性――包括人身安全和实验仪器安全，应是实验者考虑的首要因素。而具有安全操作的意识，不仅对学生现在，就是将来走向社会，也是公民必须具备的基本素质。有同学注意到了仪器的安全性，于是提出用量杯代替量筒进行实验。量杯比量筒粗矮，放到天平上不容易翻倒，这样安全性有保障了，但量杯精确度比量筒差，测出的数值误差较大。既然烧杯中的水无法全部倒入量筒，我们不妨让它多剩一些，测出烧杯和剩下的液体的质量，可知倒出去的液体质量，倒出去的液体体积可由量筒直接测出，这样就可算出倒出去的液体的密度。这种方法避免了因液体沾在容器壁上所引起的误差，保证了测量的准确性。

我们知道，只要测量就存在误差。实验中的误差主要来自三个方面：测量仪器不够精密产生误差，测量人估读产生误差，实验方案不合理产生误差。前两种误差是不可避免的，而后一种误差是应该尽力避免的。在选择方案时，应对各种可能的方案进行初步的误差分析，尽可能选用精确度高的实验方案。