中考中的測量物質密度“誤差分析”

吳娟娟

【摘要】“誤差分析”，無非就是分析質量和體積是變大還是變小，解決此類問題應該重點去判斷是哪個環節導致了誤差的產生，然后進行分析判斷質量和體積是基于什么原因而導致發生了變化，從而產生了誤差.

【關鍵詞】初中物理；誤差分析；物質密度

1所測質量引起的誤差

在測量物質的密度實驗過程中，由于砝碼、操作不當、實驗順序等原因都會導致物質的質量發生變化從而出現誤差，因此縱觀前后進行比較確定質量是否發生變化，可根據密度公式來判斷誤差.

例1（2022·青海）學習了密度知識后，某興趣小組想測一測橡皮擦的密度，設計了如下實驗.

（1）實驗原理是____________；

（2）將天平放在____________桌面上，游碼移到標尺左端零刻線處，調節平衡螺母，使天平平衡；

（3）將橡皮擦放在左盤，向右盤中加減砝碼，并調節游碼在標尺上的位置，直到橫梁恢復平衡.游碼的位置和所加砝碼如圖所示，則該橡皮擦的質量是____________g；

（4）利用量筒和水測出橡皮擦的體積為12cm3，可求出該橡皮擦的密度是____________g/cm3；

（5）若先用量筒和水測出橡皮擦的體積，再用天平測出橡皮擦的質量，這樣測出的密度將____________（選填“偏大”“偏小”或“不變”）.

分析（1）此題需要測量物質的密度，根據ρ=mV這一原理可知，需要測量物質的質量和體積，然后根據公式即可間接測量密度.

（2）天平使用時，需要放在水平臺面，然后將游碼歸零，再調節平衡.

（3）對于天平的讀數，需要看清分度值，物體的質量等于砝碼的質量+游碼的質量，而讀取游碼讀數時，需要看清左邊對應的值即分度值，則物質的質量為m=10g+4.4g=14.4g.

（4）根據密度公式可知橡皮擦的密度.

（5）此題是誤差的分析問題，首先看清若改變操作的順序，會改變哪個量，若先測體積后測質量，由于橡皮擦表面會沾有水，此時用天平測質量必將偏大，根據可知，在體積不變的條件下，所測的密度則會偏大.

答案（1）ρ=mV；（2）水平；（3）14.4；（4）1.2；（5）偏大.

點評對于質量引起的誤差，一定要判斷是什么原因導致，是沾水還是吸水、是砝碼生銹還是磨損、是否調平衡前游碼歸零等，然后再確定質量偏大還是偏小，也就是抓住問題的實質，明確方向，把脈問診即可.

2所測體積引起的誤差

針對這類問題一定要首先弄清是哪類測量，固體還是液體，是利用何種器材進行的測量，是器材還是方法的原因等，要做到目標明確、準確定位，比如：測量液體密度的實驗中，若方法步驟不恰當，把燒杯內液體倒入量筒中時，會出現燒杯壁上殘留液體，則會導致所測液體體積偏小，從而導致密度測量出現誤差.

例2（2022·江蘇蘇州）疫情期間“停課不停學”，在云課堂上物理老師要求學生利用家中的物品測量冰糖的密度.

（1）小明找來電子秤、喝糖漿用的量杯、大米等物品進行實驗.

①把____________放在電子秤盤上，測出它的質量為m；

②向量杯中加入適量的大米，將冰糖完全放入米中，讀出體積為V1；

③取出冰糖，讀出量杯中大米的體積為V2；

④利用測量的數據，計算冰糖的密度ρ=____________（用m、V1和V2表示）.

（2）線上交流時，小華的測量方法和小明相同，只是小明用大米，小華用芝麻.你認為誰的測量結果誤差更小？理由是：____________.

分析此題是測量易溶于水的固體，因此不能通過溢水法進行測量體積，需要等效的方法進行測量.

（1）在測量物質的密度時，首先要測量物質的質量，因此把冰糖放在電子秤盤上測它的質量.在測量體積時，由于冰糖溶于水，所以利用大米代替水，即等效排米法來測量出冰糖的體積為V1－V2，則冰糖的密度為ρ=mV=mV1－V2.

（2）此問是考查實驗誤差問題，由于大米之間的空隙比較大，導致測量的冰糖體積會偏大，而小華所用芝麻的體積小，芝麻之間的空隙小，這樣測量冰糖體積會更準確一些，即小華實驗誤差較小.

答案（1）①冰糖；④mV1－V2；（2）因為芝麻的體積小，芝麻之間的空隙小，這樣在測冰糖的體積時誤差比較小，故測量密度時，誤差較小.

點評針對體積造成的誤差的原因很多，要全面地進行分析總結，比如2022重慶A卷中是由于繩子浸入水中導致所測體積偏大從而導致所測密度偏小，所以在分析此類問題要抓住重點和實質，分析因才能有果，從繁雜的測量方法中尋找產生誤差的原因，把看似復雜的問題簡單化，學會歸納總結，才能有更好的效果.

3結語

總之，導致密度測量出現誤差的原因五花八門，不管是器材本身的問題，又或是器材使用的問題，還是器材的讀取問題，都要正確對待，因此在密度測量時，要從實驗方法、器材的選擇、操作順序等不同的角度考慮問題，抓質量看體積，從而判斷分析出誤差，才能在中考中穩操勝券.

參考文獻：

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