李學利 盧煒平


初中物理測量物體密度時經常會遇到測量值偏大、偏小的問題。那么,如何正確判斷測量值到底是“偏大”還是“偏小”呢?其實只要記住,先測量的值是準確的,后測量的值由于沾水、殘留等會造成不準確,就一定能正確判斷了。
例 如測不規則小石塊質量:在量筒中倒入適量水,體積記為V0;用細線把小石塊浸沒在水中,此時量筒的示數為V1;把小石塊取出后直接放到天平上測質量,記為m。由于先測量的體積是準確的,后測量的質量由于沾水導致偏大,根據公式可知密度偏大。所以用排水法測小石塊的密度,一定要先測質量,再測體積。在測量液體密度時,同樣記住先測量的值(體積和質量)是準確的,后測量的數值由于液體殘留會偏小,再根據公式進行判斷。
例 小明在“測量物質的密度”實驗中,進行下列操作:
(1)先把天平放在水平臺上,游碼歸零后發現指針偏向如圖甲所示,應將平衡螺母向 移動(選填“左”或“右”),直至天平平衡;
(2)將小石塊放在調好的天平左盤,天平平衡時右盤中的砝碼和游碼位置如圖乙所示,則小石塊的質量為 g;
(3)小明將小石塊用細線系好,放入裝有20 mL水的量筒中,記錄此時量筒的示數,如圖丙所示,請你幫他計算小石塊的密度為 g/cm3;
(4)實驗中所用細線會對測量結果造成一定誤差,導致所測密度值與真實值相比 (填“偏大”或“偏小”);
(5)小明還想測量陳醋的密度,但量筒不小心被打碎了,老師說只用天平也能測出陳醋的密度,因此他添加了兩個完全相同的燒杯和適量的水,設計了如下實驗步驟:
①調節好天平,用天平測出空燒杯的質量為m0;
②將一個燒杯裝滿水,用天平測出燒杯和水的總質量為m1;
③用另一個燒杯裝滿陳醋,用天平測出燒杯和陳醋的總質量為m2;
④該陳醋的密度表達式ρ= (用m0、m1、m2、ρ水表示)。
解析:(4)細線會排開一定體積的水,導致測量的金屬塊的體積變大,質量不變,故密度的測量值要偏小。
答案:(1)左 (2)52.6; (3)2.63; (4)偏小 (5)[m2-m0m1-m0] × ρ水
點評:測質量時,固體物體不能沾水(液體),否則會造成密度偏大;測體積時,將固體浸沒在液體中時,固體不能吸水,如果在固體外包上塑料膜會造成測得的體積偏大,從而造成密度偏小。
總之測量時,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,則測量的V偏大,密度偏小,反之偏大;比如先測量體積,再“撈”出來測量質量,則測量的質量會偏大,密度偏大;測量時,砝碼生銹了,測量的質量值會偏小,計算的密度也偏小了。