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实验8 测量固体的密度

【设计与进行实验】
1.实验原理：
2.天平的使用和读数：

（1）天平的使用：
①实验前，将天平放在水平台面上，先用镊子使游码归零，然后观察指针，若指针偏向分度盘的右侧，则应向左调节横梁两端的平衡螺母，使指针指在分度盘的中央；若指针偏向分度盘的左侧，则应向右调节横梁两端的平衡螺母.
注意:
a.调节平衡螺母使天平平衡前，必须先将游码移到标尺上的零刻度处.
b.在测量过程中严禁再次调节平衡螺母.
②实验中，将物体放在天平的左盘，在右盘中加、减砝码并调节游码，使天平再次平衡，则m物=m砝码+m游码示.（左物右码，用镊子加减砝码.添加砝码时，先大后小，当最小的砝码放上太重时，去掉太轻时，应去掉最小砝码并调节游码）；
（2）天平使用过程中的错误操作：
①游码未归零，天平已经调节平衡，导致所测物体质量 偏大 ；
②指针偏左，便开始测量，所测物体质量 偏大 ；
③指针偏右，便开始测量，所测物体质量 偏小 ；
④砝码磨损，会导致所测物体质量 偏大 ；
⑤砝码生锈，会导致所测物体质量 偏小 ；
3.量筒的使用和读数；
①读数时，视线应与液面相平（如图甲）；若俯视读数（如图乙），则读数比真实值大；若仰视读数（如图丙），则读数比真实值小.

②液体体积=大格示数+小格数×分度值.
4.实验装置

5.实验步骤
①用天平测出固体物块的质量为 ；
②用烧杯将适量的水倒入量筒内，正确读出水的体积V1；将待测小固体用细线拴住，轻轻地浸没于量筒内的水中；正确读出水面上升后的总体积V2；被测小固体的体积：V=V2-V1；
③石块的密度为：
【交流与讨论】
6.误差分析：
（1）误差分析:
①用排水法测固体的密度时，应先测质量，再测体积，否则由于物体上沾了水，会造成质量的 测量结果偏大，算出的密度值偏大.
②测质量时，若砝码磨损，会导致测得的质量偏大，算出的密度偏大.
③测质量时，若砝码锈蚀，会导致测得的质量偏小，算出的密度偏小.
④测体积时，若系物体的线太粗，会导致测得的体积偏大，算出的密度偏小.
⑤测体积时，若系固体的线吸水，会导致水面上方的线被浸湿，测得的体积偏小，算出的密度偏大.
总结:根据 ，分析在测量过程中是质量的测量引起的误差还是体积的测量引起的误差.
（2）测量特殊物质的体积及可能存在的误差来源:
①密度小于水且不溶于水的物体，采用针压法测物体的密度，若所用的针较粗，类比4（1）中的④分析测量误差.
②粉末状物质可直接用量筒测量体积（压紧粉末状物质）；颗粒状物质可用排沙法测量体积，用排沙法测体积时如果振荡不充分，会使测得的体积偏大，算出的密度偏小.
③体积较大且不溶于水的物体
a.采用溢水法:在溢水杯中装满水，使物体浸没在水中，则物体的体积等于排开水的体积，即V物=V排.若溢水杯中的水未装满，则会使测得的体积偏小，算出的密度偏大.
b.采用补水法:使被测物体浸没在水中，在水面处作标记，取出物体，加水至标记处，则物体的体积等于加入水的体积，即V物=V加.由于取出物体时，物体上会沾一部分水，所以该方法会使测得的体积偏大，算出的密度偏小.
（3）只有弹簧测力计时，测量密度大于水的固体密度时，需借助浮力知识.
①利用弹簧测力计测出物体的重力G.
②使挂在弹簧测力计下的固体浸没在水中，读出此时弹簧测力计的示数F.
③则待测固体密度的表达式为

【例1】小明所在的实验小组想通过实验来测量金属螺母A、B、C的密度.

（1）小明将天平放在 水平台面 上，游码移到标尺 左端的零刻度线处 ，观察到指针指在分度盘上的位置如图1甲所示，此时应将平衡螺母向 左 调节，使指针对准 分度盘中央的刻度线 .
（2）小明同学设计了下列实验步骤:
①用调节好的天平测出金属螺母A的质量m；
②向量筒中倒入适量的水，读出水的体积V1；
③根据密度的公式，算出金属螺母A的密度ρ；
④将金属螺母A浸没在量筒内的水中，读出金属螺母A和水的总体积V2.
他应采用的正确实验步骤顺序为 A （选填下列选项前的字母）.
A.①②④③ B.①②③④ C.②③④① D.②③①④
（3）用调节好的天平测量金属螺母A的质量，天平平衡时右盘中所加砝码和游码在标尺上的位置如图1乙所示，则金属螺母A的质量为 63.2 g.
（4）已知V1=30mL，V2的示数如图1丙所示，则金属螺母A的体积为 8 cm3.
（5）金属螺母A的密度为 7.9 g/cm3.
（6）若小明同学在实验中，先测量金属螺母A的体积，再测量它的质量，则所测得的金属螺母A的密度值比其真实值 大 .
（7）若小明在读取图1丙中的示数时仰视读数（V1的测量值准确），则所测得的金属螺母A的密度将 偏大 .
（8）在测质量时，若小明使用的天平所带的砝码被磨损，则质量的测量值将 偏大 .
（9）若小明使用的天平所带的砝码生锈了，则所测出的质量值比真实值 小 .
（10）如图2所示，是与小明同组的另一位同学在调节天平平衡时的情景，存在的错误之处是 没有将游码归零 .

（11）与小明同组的小杜同学只有一个弹簧测力计，他采用如图3所示的方法，测出了金属螺母B的密度，请回答下列问题:（g取10N/kg）
a.如图3甲所示，测得金属螺母B的重力为 4 N，则金属螺母B的质量是 400 g；
b.如图3乙所示，金属螺母B浸没在水中时，受到的浮力为1N，则金属螺母B的体积为 10-4 m3；
c.金属螺母B的密度为 4×103 kg/m3.