2024年中考物理复习辅导系列《测密度实验与误差分析》

测密度实验与误差分析 一、常规法测液体密度 1.实验原理： 2.实验步骤： ①在烧杯中装入适量的待测液体，用调好的天平测量出烧杯和液体质量m1； ②把烧杯中的部分液体倒入量筒，读取示数V； ③用天平测得烧杯中剩余液体和烧杯的总质量m2； ④密度的表达式为：。 二、液体密度误差分析 1.常规误差 （测倒出液体的密度，不需要测量：空烧杯的m） ①用天平测出烧杯和盐水的总质量m1。 ②将烧杯中的部分盐水倒入量筒中，测出量筒中盐水的体积V。 ③用天平测出烧杯和剩余液体的总质量m2。 ④则盐水密度的表达式：。 盐水和烧杯的总质量 m1/g 倒出盐水的体积 V/cm3 剩余盐水烧杯的总质量m2/g 倒出盐水的质量 m/g 盐水的密度 ρ/（g·cm-1） 若在步骤②中，有少量盐水溅到了量筒的侧壁上，则测得盐水体积偏小，密度偏大。 若量筒的内壁上有大量小气泡，则测得盐水体积偏大，密度偏小。 若两次测量，使用了同一个磨损了的砝码，则测得盐水的质量准确。（m1－m2，砝码的误差被减掉了） ①用天平测出空烧杯的质量m1。 ②往烧杯中倒入适量盐水，测出烧杯和盐水的总质量m2。 ③将烧杯中的盐水倒入量筒中，测出盐水的体积V。 ④盐水的密度：。 测得的密度偏大，因为：将烧杯中的盐水倒入量筒时，烧杯中会有残留，使所测的体积偏小。 2.特殊方法测量——无量筒——等体积法 ①用天平测出空瓶的质量m0。 ②将空瓶中装满水，测出瓶和水的总质量m1。 ③将水全部倒出后，再装满待测液体，测出瓶和液体的总质量m2。 ④待测液体的密度：。 第 2 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 思路一：先求V，再求ρ ∴ 思路二：列方程 ∴ 3.特殊方法测量——无量筒——等质量法 天平（无砝码）、两只完全相同的烧杯、滴管、刻度尺、细线： ①把天平调平，将两只空烧杯分别放在天平的左右两盘内，向左盘烧杯加入适量待测液体。 ②向右盘烧杯中缓缓倒水，再用滴管调节，直至天平平衡。 ③取下烧杯，用刻度尺和细线，测得待测液体、水的高度为h1、h2。 ④计算出待测液体的密度。 解析：m液=m水 —→ ρ液V1=ρ水V2 —→ ρ液Sh1=ρ水Sh2 —→ 三、常规法测固体密度 1.实验原理： 2.实验步骤： ①用天平测出小石块的质量m； ②往量筒中倒入适量的水，读出体积为V1；（适量：石块放入后能被浸没，水面不超过量筒的量程） ③用细线系好石块，将其浸没在量筒量的水中，读出体积为V2； ④小石块的密度：。 3.设计表头：①测量量；②计算量；③符号/单位。 石块的质量 m/g 水的体积 V1/cm3 水和石块的总体积 V2/cm3 石块的体积 V/cm3 石块的密度 ρ/（g·cm--3） 四、固体密度误差分析 1.常规误差 ①若先测体积，再测质量：测得的密度偏大。（原因是：石块从量筒中取出时会沾上水，石块质量测量值偏大） ②若用粗线：测得的体积偏大，密度偏小。 ③若石块放入量筒中时，在量筒壁上溅了几滴水：测得的体积偏小，密度偏大。 ④若石块会吸水（使V2偏小）：测得的体积偏小，密度偏大。改进：测体积前，让小石块吸足水。 ⑤选用分度值更小的量筒或量杯仪器，会更精确。 ⑥若有气泡，会占据一定体积，使液面升高，体积测量值偏大，算出密度偏小。 例1.小华想测量稻谷种子的密度，具体做法如下： ①用调好的天平测量适量稻谷种子的总质量m1； ②往量筒中加入适量的水，测出其体积为V1； ③将种子放入量筒中，种子全部沉入水中，此时水和种子的总体积为V2。 （1）测出和种子密度，与真实值相比偏________，理由是____________________________________。 （2）为了使测量结果更准确，可以在完成步骤①后，__________________，再继续进行实验。 （3）经过反思后改进了实验方案：将量筒中种子倒出，用纸巾吸干种子表面的水后，再次测得种子总质量为m2，则种子密度ρ′=___________________。（用ρ水和测得的物理量符号表示） 答案：（1）大；种子吸水，使测出的体积偏小；（2）让种子吸足水； （3）m2－m1=m吸水 ⟹ （补上因吸水造成的V2偏小的部分） 2.漂浮误差 （1）刻度尺：正方体木块→测边长，V=L3 （2）针压法：V木=V2－V1 若考虑铁丝的体积，则测得的体积 越大 ，密度 偏小 。 （3）坠沉法：V蜡=V2 – V1 颠倒操作顺序：先将蜡块浸没，再提出，则测得的体积 偏大 ，密度 偏小 。 蜡块沾水：V2－V1=V蜡 + V沾水 3.溢水误差 溢水法：V石=V溢水 测得的体积比真实值 偏小 ，密度比真实值 偏大 。因为：有水沾在烧杯壁