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實驗8 測量固體的密度

【設計與進行實驗】
1.實驗原理：
2.天平的使用和讀數：

（1）天平的使用：
①實驗前，將天平放在水平臺面上，先用鑷子使游碼歸零，然后觀察指針，若指針偏向分度盤的右側，則應向左調節橫梁兩端的平衡螺母，使指針指在分度盤的中央；若指針偏向分度盤的左側，則應向右調節橫梁兩端的平衡螺母.
注意:
a.調節平衡螺母使天平平衡前，必須先將游碼移到標尺上的零刻度處.
b.在測量過程中嚴禁再次調節平衡螺母.
②實驗中，將物體放在天平的左盤，在右盤中加、減砝碼并調節游碼，使天平再次平衡，則m物=m砝碼+m游碼示.（左物右碼，用鑷子加減砝碼.添加砝碼時，先大后小，當最小的砝碼放上太重時，去掉太輕時，應去掉最小砝碼并調節游碼）；
（2）天平使用過程中的錯誤操作：
①游碼未歸零，天平已經調節平衡，導致所測物體質量 偏大 ；
②指針偏左，便開始測量，所測物體質量 偏大 ；
③指針偏右，便開始測量，所測物體質量 偏小 ；
④砝碼磨損，會導致所測物體質量 偏大 ；
⑤砝碼生銹，會導致所測物體質量 偏小 ；
3.量筒的使用和讀數；
①讀數時，視線應與液面相平（如圖甲）；若俯視讀數（如圖乙），則讀數比真實值大；若仰視讀數（如圖丙），則讀數比真實值小.

②液體體積=大格示數+小格數×分度值.
4.實驗裝置

5.實驗步驟
①用天平測出固體物塊的質量為 ；
②用燒杯將適量的水倒入量筒內，正確讀出水的體積V1；將待測小固體用細線拴住，輕輕地浸沒于量筒內的水中；正確讀出水面上升后的總體積V2；被測小固體的體積：V=V2-V1；
③石塊的密度為：
【交流與討論】
6.誤差分析：
（1）誤差分析:
①用排水法測固體的密度時，應先測質量，再測體積，否則由于物體上沾了水，會造成質量的 測量結果偏大，算出的密度值偏大.
②測質量時，若砝碼磨損，會導致測得的質量偏大，算出的密度偏大.
③測質量時，若砝碼銹蝕，會導致測得的質量偏小，算出的密度偏小.
④測體積時，若系物體的線太粗，會導致測得的體積偏大，算出的密度偏小.
⑤測體積時，若系固體的線吸水，會導致水面上方的線被浸濕，測得的體積偏小，算出的密度偏大.
總結:根據 ，分析在測量過程中是質量的測量引起的誤差還是體積的測量引起的誤差.
（2）測量特殊物質的體積及可能存在的誤差來源:
①密度小于水且不溶于水的物體，采用針壓法測物體的密度，若所用的針較粗，類比4（1）中的④分析測量誤差.
②粉末狀物質可直接用量筒測量體積（壓緊粉末狀物質）；顆粒狀物質可用排沙法測量體積，用排沙法測體積時如果振蕩不充分，會使測得的體積偏大，算出的密度偏小.
③體積較大且不溶于水的物體
a.采用溢水法:在溢水杯中裝滿水，使物體浸沒在水中，則物體的體積等于排開水的體積，即V物=V排.若溢水杯中的水未裝滿，則會使測得的體積偏小，算出的密度偏大.
b.采用補水法:使被測物體浸沒在水中，在水面處作標記，取出物體，加水至標記處，則物體的體積等于加入水的體積，即V物=V加.由于取出物體時，物體上會沾一部分水，所以該方法會使測得的體積偏大，算出的密度偏小.
（3）只有彈簧測力計時，測量密度大于水的固體密度時，需借助浮力知識.
①利用彈簧測力計測出物體的重力G.
②使掛在彈簧測力計下的固體浸沒在水中，讀出此時彈簧測力計的示數F.
③則待測固體密度的表達式為

【例1】小明所在的實驗小組想通過實驗來測量金屬螺母A、B、C的密度.

（1）小明將天平放在 水平臺面 上，游碼移到標尺 左端的零刻度線處 ，觀察到指針指在分度盤上的位置如圖1甲所示，此時應將平衡螺母向 左 調節，使指針對準 分度盤中央的刻度線 .
（2）小明同學設計了下列實驗步驟:
①用調節好的天平測出金屬螺母A的質量m；
②向量筒中倒入適量的水，讀出水的體積V1；
③根據密度的公式，算出金屬螺母A的密度ρ；
④將金屬螺母A浸沒在量筒內的水中，讀出金屬螺母A和水的總體積V2.
他應采用的正確實驗步驟順序為 A （選填下列選項前的字母）.
A.①②④③ B.①②③④ C.②③④① D.②③①④
（3）用調節好的天平測量金屬螺母A的質量，天平平衡時右盤中所加砝碼和游碼在標尺上的位置如圖1乙所示，則金屬螺母A的質量為 63.2 g.
（4）已知V1=30mL，V2的示數如圖1丙所示，則金屬螺母A的體積為 8 cm3.
（5）金屬螺母A的密度為 7.9 g/cm3.
（6）若小明同學在實驗中，先測量金屬螺母A的體積，再測量它的質量，則所測得的金屬螺母A的密度值比其真實值 大 .
（7）若小明在讀取圖1丙中的示數時仰視讀數（V1的測量值準確），則所測得的金屬螺母A的密度將 偏大 .
（8）在測質量時，若小明使用的天平所帶的砝碼被磨損，則質量的測量值將 偏大 .
（9）若小明使用的天平所帶的砝碼生銹了，則所測出的質量值比真實值 小 .
（10）如圖2所示，是與小明同組的另一位同學在調節天平平衡時的情景，存在的錯誤之處是 沒有將游碼歸零 .

（11）與小明同組的小杜同學只有一個彈簧測力計，他采用如圖3所示的方法，測出了金屬螺母B的密度，請回答下列問題:（g取10N/kg）
a.如圖3甲所示，測得金屬螺母B的重力為 4 N，則金屬螺母B的質量是 400 g；
b.如圖3乙所示，金屬螺母B浸沒在水中時，受到的浮力為1N，則金屬螺母B的體積為 10-4 m3；
c.金屬螺母B的密度為 4×103 kg/m3.