對近年中考物理中關于測量不規則固體密度實驗的分析

胡永熙

摘 要：依據密度公式ρ=■用托盤天平測出固體的質量，用量筒、水和細線測出不規則固體的體積;再用密度公式計算出固體的密度。

關鍵詞：密度;不規則固體;托盤天平;量筒;分度值

測量不規則固體密度的實驗是初中物理重點實驗之一，也是學生必須動腦設計、動手操作并進行分析的實驗。在甘肅省近年中考中，部分市連續對該實驗進行系統考查。下面將對本實驗的設計、操作以及有關注意事項進行分析解釋。

我們首先來分析甘肅省部分市中考物理試卷中實驗探究題，其中涉及考查測量不規則固體密度的實驗。

本題首先考查托盤天平的使用，利用托盤天平測物體的質量是初中階段必須掌握的實驗技能，并且在以后的生物、化學實驗操作中經常用到。主要考查天平和量筒的讀數，以及利用密度公式ρ=■進行計算。游碼的讀數容易出錯，看清分度值（最小一格的示數）是關鍵，本題把1 g分為十格即分度值為0.1 g，礦石的質量為23.40克，還需強調的是游碼有寬度應該按左邊豎線為準（因為游碼左側指在標尺的零刻線處）。量筒用來測量礦石的體積，水面上升的體積就是礦石的體積（礦石應浸沒在水中），視線與水面凹面處相齊平，從圖示中明顯看出水面上升了10ml，即礦石的體積為10cm3（1ml=1cm3）。再用密度公式計算出礦石密度，并注意把單位轉換為題目要求的單位，即礦石的密度為2.34×103

kg/m3。

其次我們再看甘肅省部分市中考物理試卷中實驗探究題，其中涉及不規則固體密度的實驗。

例題：小剛家新房子裝修時，窗臺上鋪了一種叫“人造石”的材料，小剛很好奇，這是一種什么物質呢？他拿出一塊角料到學校和同學們一起測量了一下該“人造石”的密度。他先把托盤天平放在水平桌面上，調節天平平衡。

（1）小剛按圖甲所示的方法測“人造石”的質量，請指出操作中的兩個錯誤：

①? ? ? ? ? ;②? ? ? ? ? ? 。

（2）糾正錯誤后繼續實驗，當盤中所加砝碼和游碼位置如圖乙所示時，天平平衡，則此“人造石”的質量為? ? ?g;

（3）在量筒內裝有一定量的水，該“人造石”放入前、后的情況如圖丙所示，則“人造石”的體積是? ? ? ml;

本題先讓學生認清角料的密度就是“人造石”的密度。第一問考查使用托盤天平中不合理的操作，沒有遵循“左物右碼”的放置原則，砝碼、游碼不能用手操作（因為手有汗液會使砝碼、游碼生銹從而不在準確）應用鑷子取放、撥動。第二問角料的質量就等于砝碼的質量加游碼的示數，注意游碼讀數時依然以左邊豎線為主，示數要讀為3.40 g而學生容易讀為3.80 g。第三問角料的體積為液面上升后的示數減去原來的示數即為9 ml（9 cm3），這里要強調學生細心讀數，否則也很容易讀錯。第四問根據密度公式計算出角料的密度即人造石的密度，注意單位要化成題目所要求得單位，順便考查了kg/m3和g/cm3之間的轉化。

最后本實驗還可以啟發引導學生進一步思考，比如在用量筒測量不規則固體體積時如果細線和固體吸水，則測量值相比真實值如何變化;細線在該實驗中的作用是什么;如果固體浮于水面之上該怎么處理。通過以上問題開發學生智力、拓展學生思維，培養學生樂于思考、勇于探索的科學精神。

參考文獻：

黃傳熟.初中物理中測量固體密度的教學設計[J].新課程導學，2017（5）.

編輯 溫雪蓮