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本篇文章介紹的是初中20個學(xué)生必做物理實驗中的“用天平測量物體的質(zhì)量”和“測量固體和液體的密度”。 實驗一：用天平測量物體的質(zhì)量 【實驗器材】托盤天平（帶砝碼）、一塊橡皮、一個燒杯、水、一盒回形針、一些食鹽、兩張相同的白紙等。 【實驗設(shè)計】用下圖所示的托盤天平分別測量固體、液體、輕小物體的質(zhì)量。 【實驗步驟】 （1）用天平稱量物體質(zhì)量之前，要先觀察天平，認(rèn)識它的最大量程、標(biāo)尺上每大格和每小格表示的質(zhì)量。 （2）空載平衡的調(diào)節(jié)：①天平必須置于水平臺面上；②游碼撥到最左端的零位置；③調(diào)節(jié)橫梁兩端的平衡螺母，使指針指在分度盤的中線處。 （3）載物平衡的調(diào)節(jié)：被測物體放在左盤，用鑷子向右盤由大至小加減砝碼（規(guī)律是：左“物”右“碼”），并調(diào)節(jié)游碼使指針指在分度盤的中線處。 【實驗方法歸納】 （1）測量橡皮擦的質(zhì)量時，只需按照上面的“實驗步驟”進(jìn)行正確操作即可。 （2）測量燒杯中水的質(zhì)量時，測量時應(yīng)先測出燒杯與水的總質(zhì)量m總，再倒掉燒杯中的水，并用干抹布擦干，然后測量出空燒杯的質(zhì)量m杯，則水的質(zhì)量m水=m總-m杯。 （3）測量一枚回形針的質(zhì)量時，要使用累加法，即先測量100枚回形針的質(zhì)量，再除以100，就測量出了一枚回形針的質(zhì)量。 （4）測量一份食鹽的質(zhì)量時，要先在左右托盤中各墊一張相同的紙，這樣做是為了防止食鹽會腐蝕托盤。待調(diào)節(jié)平衡后，再按照上面的“實驗步驟”中的第（3）步進(jìn)行正確操作即可。 【注意事項】 （1）要養(yǎng)成使用任何儀器都必須先了解它的性能和使用規(guī)則的習(xí)慣。 （2）天平調(diào)節(jié)平衡后，不要更換兩個托盤的位置，也不要移動天平的位置，否則就要重新調(diào)節(jié)天平的平衡。 （3）在測量過程中絕對不能再調(diào)節(jié)平衡螺母。 （4）讀取游碼在標(biāo)尺上的刻度值，應(yīng)以游碼左端刻度值為準(zhǔn)。 （1）熟練掌握天平調(diào)節(jié)時、測量時、讀數(shù)時的具體方法和注意事項。 （2）能對錯誤操作及導(dǎo)致的結(jié)果進(jìn)行合理評價。 （3）知道放置砝碼的位子（右盤）、工具（鑷子）、順序（先大后?。?，知道當(dāng)砝碼生銹或殘缺時對測量結(jié)果的影響。 （4）知道移動游碼的意義。 （5）了解天平的結(jié)構(gòu)，能準(zhǔn)確說出各部件在物理學(xué)中的標(biāo)準(zhǔn)名稱。 （6）掌握特殊的測量方法，能設(shè)計出最佳的實驗方案。 （7）評價實驗方案中的不足，分析測量中誤差產(chǎn)生的原因，提出減小誤差的改進(jìn)方案。 實驗二：測量固體和液體的密度 本實驗需在掌握了天平和量筒的使用的基礎(chǔ)上進(jìn)行。 （一）測量小金屬塊的密度 【實驗器材】托盤天平（帶砝碼）、一個小金屬塊、一根細(xì)線、一個量筒、一個燒杯和水。 【實驗設(shè)計】如下圖所示，先用托盤天平準(zhǔn)確測出小金屬塊的質(zhì)量，再用細(xì)線綁住小金屬塊，利用裝有適量水的量筒測出小金屬塊的體積，利用公式ρ=m/V計算出小金屬塊的密度。（測量時各數(shù)據(jù)填寫在下表中） 【實驗步驟】同學(xué)們可以通過觀看下面的視頻，了解具體的實驗步驟。 【實驗方法歸納】 測量所測物體體積時，往往會遇到下面幾種情況，我們來總結(jié)一下該如何處理： （1）若所測物體形狀規(guī)則（如方形、矩形），也可用刻度尺測量并計算出體積。 （2）若所測物體不規(guī)則且體積過大，無法浸入量筒中，可采用溢水法測量體積，即使用一個溢水杯，利用水的體積等效替代所測物體的體積。 （3）若所測物體在水面不會下沉，則可采用壓入法或配重法測量體積。 （4）若所測物體溶于水，則可用面粉或沙子替代水來測量體積。 （5）若所測物體會吸水，除可采用（4）中提到的方法外，還可以先讓其吸飽水后，再放入水中測量體積。 （6）若所測物體質(zhì)量和體積都很小，則在測量質(zhì)量和體積時可同時使用累加法，即測量n個物體（材料相同）的質(zhì)量和體積（n保持一致）。 【注意事項】 （1）量筒中的水要適量，既不能過少（無法浸沒所測物體），也不能過多（浸沒物體后水面超出量程）。 （2）重物放入量筒時，最好用細(xì)線綁好后緩緩放入，以免損壞量筒。 （3）實驗時應(yīng)先測物體質(zhì)量，再測體積，可以減小誤差（若先測體積，物體上會沾有水，使質(zhì)量偏大）。 （二）測量鹽水的密度 【實驗器材】托盤天平（帶砝碼）、一個量筒、一個燒杯和鹽水。 【實驗設(shè)計】如下圖所示，先測量燒杯和鹽水的總質(zhì)量，再將一部分鹽水倒入量筒，測量鹽水的體積，并測量剩余鹽水和燒杯的總質(zhì)量，通過計算即可得出量筒中鹽水的質(zhì)量，利用公式ρ=m/V計算出鹽水的密度。（測量時各數(shù)據(jù)填寫在下表中） 【實驗步驟】同學(xué)們可以通過觀看下面的視頻，了解具體的實驗步驟。 【實驗方法歸納】 （1）該實驗開始時，無需先測量空燒杯的質(zhì)量，這一操作無意義（其他特殊測量方法另說），因為若采用先測量空燒杯的質(zhì)量，再測量燒杯和鹽水的總質(zhì)量的方法算出燒杯中鹽水的質(zhì)量，因燒杯中的鹽水無法倒盡，會使得量筒中鹽水的體積偏小（相對于燒杯中鹽水的體積），則最終使得所測密度值偏大，故不需測量。 （2）測量出鹽水的質(zhì)量后，若將燒杯中的鹽水全部倒入量筒中，則必須測量“空燒杯”的質(zhì)量，這一操作很有意義，因為通過這一操作可以計算出量筒中鹽水的質(zhì)量，可減小誤差。 【注意事項】 （1）燒杯中準(zhǔn)備的鹽水要適量，不易過多（燒杯與鹽水總質(zhì)量超過天平量程），也不易過少（測量質(zhì)量和體積時數(shù)據(jù)都不明顯）。 （2）傾倒鹽水時不要灑出。 （3）實驗時應(yīng)先測燒杯與鹽水總質(zhì)量，再測部分鹽水體積，再測剩余鹽水與燒杯的總質(zhì)量，可以減小誤差（若先測體積，則量筒中水無法倒盡，使質(zhì)量偏?。?。 （4）不得將量筒放在天平上稱量。 （1）掌握測量固體、液體密度的原理（ρ=m/V）和基本操作（天平、量筒的使用）。 （2）評價實驗方案中的不足，分析測量中誤差產(chǎn)生的原因，提出減小誤差的改進(jìn)方案。 （3）掌握特殊的測量方法，能設(shè)計出最佳的實驗方案。 （4）設(shè)計記錄實驗數(shù)據(jù)的表格。 （5）分析實驗中的錯誤操作（天平“左碼右物”、量筒俯視或仰視讀數(shù)等）導(dǎo)致的最終結(jié)果偏大或偏小。 中考鏈接 1.（2016·鞍山）某同學(xué)想測一塊圓柱形實心鋁鋰合金的密度，他找來天平（含砝碼）、量筒、足量的水和細(xì)線（不計質(zhì)量和體積）按照表格中的順序進(jìn)行了測量。 圖1 （1）把天平放在水平臺上，游碼移動到標(biāo)尺左端零刻線處，發(fā)現(xiàn)指針的位置如圖1甲所示，他應(yīng)把平衡螺母向 （填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使天平橫梁在水平位置平衡。 （2）結(jié)合圖乙、丙，請把表中空白之處補(bǔ)充完整。 （3）該同學(xué)在測量體積過程中，把合金放入量筒時，不慎掉入量筒水中，發(fā)現(xiàn)有水濺出，則這樣測出的密度 （填“偏大”或“偏小”），正確的操作是 。 2.（2016·廈門）小明想知道醬油的密度，于是他和小華用天平和量筒做了如圖2所示的實驗。 圖2 （1）天平調(diào)節(jié)平衡后，測出空燒杯的質(zhì)量為17 g，在燒杯中倒入適量的醬油，測出燒杯和醬油的總質(zhì)量如圖甲所示，將燒杯中的醬油全部倒入量筒中，醬油的體積如圖乙所示，則燒杯中醬油的質(zhì)量為 g，醬油的密度為 kg/m3。 （2）小明用這種方法測出的醬油密度與真實值相比 （選填“偏大”或“偏小”）。 （3）小華認(rèn)為不用量筒也能測量出醬油的密度，他進(jìn)行了如下實驗操作： ①調(diào)好天平，用天平測出空燒杯質(zhì)量為m0。 ②在燒杯中裝滿水，用天平測出燒杯和水的總質(zhì)量為m1。 ③把燒杯中的水倒盡，再裝滿醬油，用天平測出燒杯和醬油的總質(zhì)量為m2。 則醬油的密度表達(dá)式ρ= （已知水的密度為ρ水）。 1.（1）右 （2）①92 ②合金的體積V/cm3 ③2.3×103 （3）偏大 用細(xì)線懸掛合金緩慢浸沒在水中 2.（1）45 1.125×103 （2）偏大 （3）（m2-m0）·ρ水/（m1-m0） |
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