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测量物质密度的实验误差分析两例

文章发布时间:2015/5/28 6:04:04



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测量物质密度的实验误差分析两例
山东省高唐县琉寺中学 李洪生

12013·天津)下面是小明同学“测量食用油的密度”的实验报告,请你将空缺处补充完整。

 

实验:测量食用油的密度

 

实验目的:用天平和量筒测量食用油的密度

 

实验器材:天平(砝码)、量筒、烧杯、食用油

 

实验原理:                                   

 

主要实验步骤:

 

1)用已调节平衡的天平测出空烧杯的质量为16g

 

2)向烧杯中倒入适量的食用油,再测出烧杯和油的总质量,如图1所示;

 

3)将烧杯中的油全部倒入量筒中,读出量筒中油的体积,如图2所示。

 

 

实验数据记录:

 

空烧杯的质量m0/g

烧杯和油的总质量m1/g

油的体积V/cm3

油的密度ρ/kg·m-3

16

 

 

 

 

实验评估:

 

按照小明的实验方案测出的油的密度值比真实值         (选填“偏大”或“偏小”).

 

解析:通过测量质量和体积,根据公式计算密度;

 

由图1知,标尺的分度值为0.2g,所以其读数为20g+20g+3g=43g

 

由图2知,量筒的分度值为2ml,所以其读数为30ml=30cm3

 

则油的质量:m=43g-16g=27g

 

则油的密度:

 

当将烧杯中的油全部倒入量筒中时,并不能倒干净,所以体积测量偏小,根据密度公式得所测密度偏大。

 

故答案为:实验原理:

 

实验数据记录:

 

空烧杯的质量m0/g

烧杯和油的总质量m1/g

油的体积V/cm3

油的密度ρ/kg·m-3

16

43

30

0.9×103

 

实验评估:偏大

 

点评:此题是测量食用油的密度的实验,考查了实验原理及天平和量筒的使用及读数,同时考查了密度的计算及实验误差的分析。

 

22013·重庆)老师讲了密度这节知识后,小明和小楠对他们都喜欢吃的柑橘的密度感兴趣了,他们拿出一个柑橘,决定想办法测出它的密度。

 

 

(1)将托盘天平放在__________桌面上,将标尺上的游码移到零刻度处,发现指针偏向分度盘的右侧,如图3所示,此时应将平衡螺母向____ (选填”)端调节,直到指针指向分度盘的中央。

 

(2)小楠用天平测量柑橘的质量,右盘中的砝码和标尺上的游码位置如图4所示,则柑橘的质量是______g,若小楠再将柑橘浸没在水中测得它的体积为230cm3,则柑橘的密度为__________kg/m3

 

(3)如果小楠做实验时,是先将柑橘浸没在水中测出柑橘的体积,再用天平测出柑橘的质量,则这样测得的柑橘密度比真实值______ (选填 “偏大偏小”),其原因是________

 

(4)实验完成后,小明问小楠是如何测出柑橘体积的,于是小楠将柑橘擦干净,又取出小烧杯、量筒、溢水杯和牙签等。小楠先将溢水杯装满水,接着小楠的做法是:________________

 

(5)小明在思考,小楠的做法也存在不妥之处,你认为不妥之处是:_______________

 

解析:1)使用托盘天平时应把天平放在水平桌面上,在调平时,指针偏右,即需向左调节平衡螺母,直到使得指针指到分度盘的中线处或指针左右摆动的幅度相同为止。在称量中,千万不能移动平衡螺母,只能靠增加或减少砝码或移动游码来调节天平的平衡。

 

2)柑橘的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值:m=220g+0.8g=220.8g

 

柑橘的密度:

 

3)如果小楠做实验时,是先将柑橘浸没在水中测出柑橘的体积,再用天平测出柑橘的质量,这样柑橘上会沾有水,导致柑橘的质量变大,根据ρm/V,体积准确时,质量偏大,则这样测得的柑橘密度比真实值偏大。

 

4)将小烧杯放在溢水口处,小楠借助牙签使这个柑橘浸没在溢水杯中,当溢水杯停止排水后,用量筒测出水烧杯中水的体积即可测得柑橘的体积。

 

5)用量筒测出小烧杯中水的体积时,小烧杯中水不可能完全倒入量筒中,杯壁有少量残留,量筒所测水的体积偏小,这样测得的密度比真实值偏大。

 

故答案为:1)水平,左;(2220.8g0.96×103kg/m33)偏大;柑橘上会沾有水,导致柑橘的质量变大;(4)将小烧杯放在溢水口处,小楠借助牙签使这个柑橘浸没在溢水杯中,当溢水杯停止排水后,用量筒测出小烧杯中水的体积即可测得柑橘的体积;(5)量筒所测水的体积偏小,这样测得的密度比真实值偏大。

 

点评:本题考查了密度公式的应用和实验误差的分析,关键是知道当物体完全浸没时排开水的体积和本身的体积相等;用天平测量质量,在调节天平的过程中,需要调节平衡螺母,在称量物体质量过程中,需要增减砝码或移动游码。称量前调节天平的平衡可以根据口诀:“左偏右移,右偏左移”来完成。用量筒和水测量体积,根据密度公式求出固体密度。对于比水密度小的固体采用金属悬挂法或针压法。


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