如何测量物体的密度？

问题12.如何测量物体的密度？◇学生提问在“用天平和量筒测量矿泉水密度”实验中，小明的实验步骤如下：(1)调好天平，测出空烧杯质量m1(2)在量简中倒入适量矿泉水，读出矿泉水的体积V(3)将量筒中矿泉水全部倒入烧杯中，测出矿泉水和烧杯总质量m2则矿泉水密度的表达式ρ矿泉水＝以上操作由于无法将矿泉水从量简中倒尽，测出的矿泉水密度误差较大。经过思考，小明在仍用步骤(1)、(2)的基础上,只对步骤(3)进行了改进，提高了测量结果的准确性。改进后的步骤(3)分为两步，请你写出改进内容：A．B．老师，您看这题，到底应该怎样精确测量物体的密度呀？◇问题探究测量原理（重要性：★★）老师：请你回忆一下，密度大小的计算公式是什么？学生：密度的计算公式是Vm。老师：嗯！密度的大小等于物体质量与体积的比值，那能否利用公式中的数量关系测量出密度呢？学生：我想想，可以先用测量工具测出质量和体积，然后利用公式求出它的密度。老师：对！我们先从测量固体的密度谈起吧。测量固体的密度（重要性：★★★）学生：好的，利用天平能测量出固体的质量！但是固体的形状有的规则，可以用刻度尺测出它的长、宽、高，算出体积；但有的不规则，也没法用刻度尺测出它的长、宽、高，怎样测出它的体积呢？老师：嗯，我举个例子：吃饭的时候你妈妈给你盛了大半碗粥，然后把剥了皮的熟鸡蛋再放入碗中，你是不是感觉粥多了呢？学生：哈哈，我知道了：对于不规则的固体来说，可以先用量筒测出适量水的体积1V，然后再把首饰浸没到量筒内的水中测出它们的总体积2V，这两个体积的差12VVV就是首饰的体积，对吗？老师：你领悟得真快!这种测量固体体积的方法被称为排水法。但得注意一个细节，首饰得找根细线拴牢后，慢慢滑入量筒中，否则容易击碎量筒啊!学生：老师，我是先测量首饰的质量还是先测它的体积呢？老师：你想一想，如果先测量它的体积，捞出后它表面会附着一层水，这样测出的质量准确吗!会怎样影响密度的大小？学生：嗯，不准确，测出的比实际质量大，计算出的密度会比真实值大！看来应该先测出质量，再测体积。老师，南京的中考题是测量液体的密度，为什么不采用测量固体密度的步骤啊？测量液体的密度（重要性：★★★）老师：问得好!你想想，如果用烧杯当容器，先测烧杯的质量，然后倒入一些液体测出总质量，肯定能求出这些液体的质量；不过又出现了两个问题：一是这些液体能否全部从烧杯倒入量筒？二是量筒能否盛下这些液体，从而测出体积呢？学生：哦，这些细节是要好好考虑考虑!我认为液体的密度一般是均匀的，既然液体有残留倒不净，能否采用数学中抽取样本的方法，只取一部分液体来测量密度呢？老师：你的建议真好!完全可以采用这种方法！学生：那液体的密度需要这样测量对吧？先调节好天平，测出被测液体和容器的总质量1m；然后把一部分液体倒入量筒中测出这部分液体的体积V；再用天平测出剩余液体和容器的总质量2m，则量筒中被测液体的质量21mmm；所以被测液体的密度Vmm21。南京中考题的答案就应是：Vmm12矿泉水；改进内容：A.将量筒中部分矿泉水倒入烧杯中，测出矿泉水和烧杯的总质量'2m；B.读出量筒中剩余矿泉水的体积'V老师：你说得非常正确！还有一点要告诉你，规范条理地收集数据非常重要，一般是列出表格，将测量出的实验数据记录到表格中。你设计一下两个实验的表格吧。学生：这两个实验的表格可按如下设计：表格一：测量固体的密度固体的质量m/g水的体积V1/cm3固体和水的总体积V2/cm3固体的体积V/cm3固体的密度ρ(g/cm3)表格二：测量液体的密度◇学生笔记1.测量固体的密度（为减小误差，先测固体质量）（1）测质量m；（2）用排水法测体积12VVV；（3）求出密度12VVm2.测量液体的密度（为减小误差，采用样本法，只测量筒中的液体密度）（1）测质量21mmm；（2）测体积V；（3）求出密度Vmm21◇要点训练1．薛华同学在实验室里用托盘天平和量筒测某种矿石的密度，采取了如下的实验操作：A．将矿石用细线系好后慢慢地放入量筒中并记下总的体积。B．把游码放在标尺的零刻度线处，调节横梁上的螺母，使横梁平衡。C．把天平放在水平桌面上。D．将矿石放在左盘中。将砝码放在右盘中并移动游码直至横梁平衡。E．在量筒中倒入一定量的水并记下水的体积。(1)正确的实验操作顺序是(只填标号)。液体和容器的总质量m1/g剩余液体和容器的总质量m2/g量筒中液体的质量m/g量筒中液体的体积V/cm3液体的密度ρ(g/cm3)(2)在调节天平时，发现指针如图甲所示偏向分度盘的右侧，此时应将平衡螺母向调。(3)用天平称矿石的质量，把矿石放在天平的左盘。天平平衡时，放在右盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示；量筒量出矿石的体积如图丙所示，由此可知，矿石的密度ρ=kg/m3。答案：（1）CBDEA（2）左（3）3.1×103kg/m3解析：（1）测量固体的密度时，为了使误差尽可能减小，应该先调节好天平，测出固体的质量；然后用排水法测出固体的体积；从而求出固体的密度，所以正确的实验损伤顺序是CBDEA。（2）调节天平横梁平衡时，螺母要向翘起的一端移动，指针偏右，说明天平左端翘起，因此螺母要向左调。（3）固体的质量等于砝码的总质量与游码对应的刻度值，大小为62g；固体的体积为总体积与水的体积之差，大小为20cm3；所以固体的密度3333kg/m101.3g/cm1.3cm20g62Vm。2.在“探究物质的密度”的实验中，图12所示是我们实验用的天平，砝码盒中配备的砝码有100g、50g、20g、10g、5g等。请填写下列空格：(1）调节天平时应将________移至零刻度处，然后调节________，使天平横梁平衡。(2）小王同学进行了下列实验操作：A．将烧杯中盐水的一部分倒入量筒，测出这部分盐水的体积V；B．用天平测出烧杯和盐水的总质量ml；C．用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量m2；以上操作的正确顺序是：________________(填字母代号)。(3)小王测量烧杯和盐水的总质量ml时，估计盐水和烧杯的总质量在150g左右。试加砝码时，应用镊子夹取100g、50g砝码各1个放入右盘中，若指针右偏，则应取下______g砝码，试加上其它砝码，同时调节游码。(4)图13是小李同学在实验操作过程中的情况。他的错误是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。答案：(1)游码平衡螺母(2)BAC(3)50(4)在试加砝码和调节游码时，调节了平衡螺母。解析：（1）调节天平横梁平衡前，应先将游码拨零，然后将螺母向翘起的一端移动。（2）测量液体的密度是只测了倒入量筒中的那部分液体，所以要先测容器与液体原来的总质量；再倒入量筒中一部分并顺便测出这部分的体积；然后再测出容器和剩余液体的总质量，从而求出量筒中液体的质量；最后求出密度。所以顺序为BAC。（3）向天平右盘中加减砝码时的顺序是由大到小，现在指针右偏，说明砝码的总质量大于物体质量，因此向外取最小的砝码，即50g的，再换上比它再小，最后调游码直至平衡。（4）天平的使用共两次平衡，一是测前的调节平衡，用螺母调平；二是测时的配平，只用砝码和游码，不能再动平衡螺母。