测量密度实验中的-----常规方法及误差分析

测量密度实验中的-----常规方法及误差分析
测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。

实验步骤：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、产生原因：（1）测量器材选取不够精确；（2）实验步骤顺序导致误差；（3）读数误差等。

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测量；（2）选择较细的细线；（3）测量小石块的质量和体积的顺序不能颠倒；（4）测量质量和体积时，要多测量几次求平均值。

总结：（1）测量固体的质量和体积的顺序，应先测质量；若先测体积，使m偏大，则测量密度值相对真实值偏大（2）选择较细的细线；若选择的细线较出粗，使V偏大，最终测量密度值相对真实值偏小
（3）若细线或固体吸水，将导致V2偏小，使V偏小，最终测量密度值相对真实值偏大
（注意不要死记硬背，注意控制变量结合密度公式（或表达式）的分析方法：ρ=m/V）
测量液体密度
原理：ρ=m/V
方法一（不推荐，但要掌握误差分析）：
实验器材：天平、量筒、烧杯、水、盐。

实验步骤：1、用天平测出空烧杯的质量m1；
2、在烧杯中倒入适量的水，调制出待测量的盐水，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倒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。

误差产生原因：（1）测量仪器天平和量筒的选取不够精确；（2）读数误差；*（3）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，还有不好控制水的多少，所以实验误差较大。

误差分析：若选择该方法去测密度
（以烧杯中的全部盐水为对象：烧杯中全部水的质量m=m2-m1测量准确，而烧杯中的水不可能全部倒入量筒中，烧杯内壁有残留，故量筒所测水的体积略小于烧杯中盐水的体积，体积V所测偏小，由公式ρ=m/V分析得测量密度值相对真实值偏大
以量筒中倒入的盐水为对象：量筒中倒入的水的体积v测量准确，而烧杯中的水不可能全部倒入量筒中，烧杯内壁有残留，故烧杯中全部盐水的质量略大于量筒中所倒入的盐水的质量，质量m=m2-m1测得偏大，由公式ρ=m/V分析得测量密度值相对真实值偏大）
方法二（推荐）：
实验器材：天平、量筒、烧杯、水、盐。

实验步骤：1、用天平测出烧杯和盐水的总质量m1；
2、将烧杯中部分盐水倒入量筒中，测出倒入量筒中的盐水的体积V；
3、用天平测出剩余的盐水和烧杯的总质量m2；
4、以倒入量筒中的盐水为对象，根据公式ρ=m/V=(m1-m2)/V计算出盐水的密度。

误差产生原因：（1）测量仪器天平和量筒的选取不够精确；（2）读数误差。

例1 在一次郊游中，小明拾到一块颜色特别的石块，他想通过实验测出这块石块的密度。

(1)调节天平横梁平衡时，发现指针静止在分度盘上的位置如图甲所示，此时应将平衡螺母向____ (选填“左”或“右”)移动。

（2）用调节好的天平测石块的质量，所用砝码和游码的位置如图乙所示，则石块的质量是________g。

再用量筒测出石块的体积如图丙所示，则石块的密度是___________g/cm3。

(3）分析上述实验操作过程，发现会导致测量的密度值偏小，原因是________________。

（方法点拨：这道题目看上去测量顺序没有问题，但最后一问“密度值偏小，原因？”仔细观察图丙，会发现拴着石块的塑料绳过粗，会占据一部分体积，从而造成体积的测量偏大，导致密度的测量值偏小。

由上面的例子我们可以看出，固体密度的测量其误差主要来源
于体积的测量。

包括测量的顺序和细线的选择等。

知道了误差的产生原因，
那么遇到这类问题就可以迎刃而解了。

）
例2.王二同学进行测定煤油密度的实验。

（1）第一次的方法和步骤是：
①用天平测出空烧杯的质量m
；
②把煤油倒入量筒，测出煤油的体积V
③把量筒中的煤油倒入烧杯，测出烧杯和煤油的总质量m
总
请用上述物理量写出煤油密度的计算式_______。

这样测出的密度与
真实值相比偏_______。

（2）经改进后，小星的方法和步骤完全正确。

他称量烧杯和剩余煤油的质量时，所用砝码和游码的位置如图甲所示．煤油倒入量筒后的液面位置如图乙所示。

根据图中数据，请帮小星把下表填写完整。

烧杯和油的总质量m／g 烧杯和剩余油
的质量m
l
／g
量筒中油的
质量m
2
／g
量筒中油的
体积V／m3
油的密度
ρ／g·cm-3
112.5
（方法点拨：在这个练习中，步骤 会使得部分煤油残留在量筒中，质量的测量偏小，从而造成密度与真实值相比偏小）
例3.张三通过实验测量牛奶的密度：
(1)调节天平横梁平衡时，指针偏向分度盘中央刻度线的右侧，此时应向移动平衡螺母，
才能使天平平衡(填“左”或“右”)。

(2)他按图中甲、乙、丙的步骤顺序进行实验，依图中数据可知：牛奶和烧杯的总质量为 g，
牛奶的密度为 g/cm3。

(3)为了更准确地测量牛奶的密度，实验步骤顺序应调整为。

图3
（方法点拨：这个练习中按照甲乙丙的顺序先测空烧杯的质量，再测烧杯和液体总质量，最后将液体倒入量筒来测体积，这种做法会因烧杯壁粘液体而使测出的体积偏小，导致算出的液体密度偏大；若先用量筒测出液体的体积，再将液体倒入烧杯测出质量，这种做法会因量筒壁粘液体，而使测出的质量偏小，算出的液体密度偏小。

为了更准确地测量牛奶的密度，实验步骤顺序应调整为乙丙甲。

先测烧杯和牛奶总质量，再将牛奶倒入量筒测出体积，最后测出烧杯及烧杯所粘牛奶的质量，可以有效防止容器壁粘液体带来的实验误差）。