李學(xué)利 盧煒平
初中物理測(cè)量物體密度時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到測(cè)量值偏大、偏小的問(wèn)題。那么,如何正確判斷測(cè)量值到底是“偏大”還是“偏小”呢?其實(shí)只要記住,先測(cè)量的值是準(zhǔn)確的,后測(cè)量的值由于沾水、殘留等會(huì)造成不準(zhǔn)確,就一定能正確判斷了。
例 如測(cè)不規(guī)則小石塊質(zhì)量:在量筒中倒入適量水,體積記為V0;用細(xì)線把小石塊浸沒在水中,此時(shí)量筒的示數(shù)為V1;把小石塊取出后直接放到天平上測(cè)質(zhì)量,記為m。由于先測(cè)量的體積是準(zhǔn)確的,后測(cè)量的質(zhì)量由于沾水導(dǎo)致偏大,根據(jù)公式可知密度偏大。所以用排水法測(cè)小石塊的密度,一定要先測(cè)質(zhì)量,再測(cè)體積。在測(cè)量液體密度時(shí),同樣記住先測(cè)量的值(體積和質(zhì)量)是準(zhǔn)確的,后測(cè)量的數(shù)值由于液體殘留會(huì)偏小,再根據(jù)公式進(jìn)行判斷。
例 小明在“測(cè)量物質(zhì)的密度”實(shí)驗(yàn)中,進(jìn)行下列操作:
(1)先把天平放在水平臺(tái)上,游碼歸零后發(fā)現(xiàn)指針偏向如圖甲所示,應(yīng)將平衡螺母向 移動(dòng)(選填“左”或“右”),直至天平平衡;
(2)將小石塊放在調(diào)好的天平左盤,天平平衡時(shí)右盤中的砝碼和游碼位置如圖乙所示,則小石塊的質(zhì)量為 g;
(3)小明將小石塊用細(xì)線系好,放入裝有20 mL水的量筒中,記錄此時(shí)量筒的示數(shù),如圖丙所示,請(qǐng)你幫他計(jì)算小石塊的密度為 g/cm3;
(4)實(shí)驗(yàn)中所用細(xì)線會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成一定誤差,導(dǎo)致所測(cè)密度值與真實(shí)值相比 (填“偏大”或“偏小”);
(5)小明還想測(cè)量陳醋的密度,但量筒不小心被打碎了,老師說(shuō)只用天平也能測(cè)出陳醋的密度,因此他添加了兩個(gè)完全相同的燒杯和適量的水,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟:
①調(diào)節(jié)好天平,用天平測(cè)出空燒杯的質(zhì)量為m0;
②將一個(gè)燒杯裝滿水,用天平測(cè)出燒杯和水的總質(zhì)量為m1;
③用另一個(gè)燒杯裝滿陳醋,用天平測(cè)出燒杯和陳醋的總質(zhì)量為m2;
④該陳醋的密度表達(dá)式ρ= (用m0、m1、m2、ρ水表示)。
解析:(4)細(xì)線會(huì)排開一定體積的水,導(dǎo)致測(cè)量的金屬塊的體積變大,質(zhì)量不變,故密度的測(cè)量值要偏小。
答案:(1)左 (2)52.6; (3)2.63; (4)偏小 (5)[m2-m0m1-m0] × ρ水
點(diǎn)評(píng):測(cè)質(zhì)量時(shí),固體物體不能沾水(液體),否則會(huì)造成密度偏大;測(cè)體積時(shí),將固體浸沒在液體中時(shí),固體不能吸水,如果在固體外包上塑料膜會(huì)造成測(cè)得的體積偏大,從而造成密度偏小。
總之測(cè)量時(shí),如果m偏大,V正常,得到的密度值就偏大;反之偏小;如果是V影響密度,則測(cè)量的V偏大,密度偏小,反之偏大;比如先測(cè)量體積,再“撈”出來(lái)測(cè)量質(zhì)量,則測(cè)量的質(zhì)量會(huì)偏大,密度偏大;測(cè)量時(shí),砝碼生銹了,測(cè)量的質(zhì)量值會(huì)偏小,計(jì)算的密度也偏小了。