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学习任务二 测量液体的密度
|实验探究|
测量盐水的密度
[实验思路]
根据实验原理
[实验过程]
(1)调节天平至平衡，往烧杯中倒入适量的盐水，测量烧杯和盐水的总质量$m_1$，如图甲所示，并将数据记录在表格中。
(2)将烧杯中的盐水倒入量筒中一部分，读出量筒内盐水的体积$V$，如图乙所示，并将数据记录在表格中。
(3)测量烧杯和剩余盐水的总质量$m_2$，如图丙所示，并将数据记录在表格中。
(4)实验数据记录表格如下。
[实验结论]
根据公式计算盐水的密度$\rho=$
|探究归纳|
(1)不能使用烧杯上的刻度值读取液体体积，否则会使体积的误差变大。
(2)实验中如果先测量空烧杯的质量，并把烧杯中的盐水全部倒入量筒中，由于烧杯内壁有残留盐水，会导致体积偏小，根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$可知，测量的密度$\rho$偏大。
|学以致用|
|实验探究|
测量盐水的密度
[实验思路]
根据实验原理
$\rho=\frac{m}{V}$
，用天平
测量盐水的质量，用量筒
测量盐水的体积。[实验过程]
(1)调节天平至平衡，往烧杯中倒入适量的盐水，测量烧杯和盐水的总质量$m_1$，如图甲所示，并将数据记录在表格中。
(2)将烧杯中的盐水倒入量筒中一部分，读出量筒内盐水的体积$V$，如图乙所示，并将数据记录在表格中。
(3)测量烧杯和剩余盐水的总质量$m_2$，如图丙所示，并将数据记录在表格中。
(4)实验数据记录表格如下。
[实验结论]
根据公式计算盐水的密度$\rho=$
$\frac{m_1-m_2}{V}$
(用所测物理量的符号表示)。|探究归纳|
(1)不能使用烧杯上的刻度值读取液体体积，否则会使体积的误差变大。
(2)实验中如果先测量空烧杯的质量，并把烧杯中的盐水全部倒入量筒中，由于烧杯内壁有残留盐水，会导致体积偏小，根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$可知，测量的密度$\rho$偏大。
|学以致用|
答案
实验思路：$\rho=\frac{m}{V}$ 天平 量筒
实验结论：$\frac{m_1-m_2}{V}$
实验结论：$\frac{m_1-m_2}{V}$
解析
【分析】
测量液体密度的实验原理是密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，因此需要测量液体的质量和体积：测量质量用天平，测量体积用量筒。为减小实验误差，本实验采用“差值法”计算倒入量筒中盐水的质量，即烧杯与盐水总质量$m_1$减去烧杯与剩余盐水总质量$m_2$，再结合量筒中盐水的体积$V$，即可计算出盐水的密度。
【解析】
实验思路：根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，测量质量的工具是天平，测量体积的工具是量筒。
实验结论：倒入量筒中盐水的质量为$m_1 - m_2$，体积为$V$，因此盐水密度$\rho=\frac{m_1 - m_2}{V}$。
【答案】
实验思路：$\rho=\frac{m}{V}$；天平；量筒；实验结论：$\frac{m_1 - m_2}{V}$
【知识点】
测量液体密度、密度公式的应用
【点评】
本题考查测量液体密度的基础实验，涵盖实验原理、测量工具及误差减小方法，是初中物理力学的重点实验，需掌握常规操作步骤与密度计算逻辑。
【难度系数】
0.8
测量液体密度的实验原理是密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，因此需要测量液体的质量和体积：测量质量用天平，测量体积用量筒。为减小实验误差，本实验采用“差值法”计算倒入量筒中盐水的质量，即烧杯与盐水总质量$m_1$减去烧杯与剩余盐水总质量$m_2$，再结合量筒中盐水的体积$V$，即可计算出盐水的密度。
【解析】
实验思路：根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，测量质量的工具是天平，测量体积的工具是量筒。
实验结论：倒入量筒中盐水的质量为$m_1 - m_2$，体积为$V$，因此盐水密度$\rho=\frac{m_1 - m_2}{V}$。
【答案】
实验思路：$\rho=\frac{m}{V}$；天平；量筒；实验结论：$\frac{m_1 - m_2}{V}$
【知识点】
测量液体密度、密度公式的应用
【点评】
本题考查测量液体密度的基础实验，涵盖实验原理、测量工具及误差减小方法，是初中物理力学的重点实验，需掌握常规操作步骤与密度计算逻辑。
【难度系数】
0.8
例2 (云南中考)妈妈制作了一杯奶茶,小明想知道奶茶的密度,他将奶茶带到实验室进行了测量。
(1)将托盘天平放在工作台上,将游码移至标尺左端的处,当横梁水平平衡时,指针位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向调节,直到指针对准分度盘的中线。
(2)小明进行了如下操作:
①将适量奶茶倒入烧杯中,用托盘天平测出奶茶和烧杯的质量$m_1=188.2\ \mathrm{g}$。
②将烧杯中的部分奶茶倒入量筒中,如图乙所示,测出奶茶的体积$V=$mL。
③用托盘天平测量烧杯和剩余奶茶的质量$m_2$,测量结果如图丙所示,$m_2=$g。
(3)根据实验数据,计算出奶茶的密度$\rho=\_\_\_\_\_\_\mathrm{g/cm}^3$。
(4)在步骤②中,有少量的奶茶附着在量筒液面上方的内壁上,测得的奶茶密度比真实值(选填“大”或“小”)。烧杯中剩余奶茶的密度(选填“变大”“变小”或“不变”)。
学习任务三 测量固体的密度
|实验探究|
测量小石块的密度
[实验思路]
(1)实验原理:根据,用测量小石块的质量,用测量小石块的体积。
(2)实验方法:排水法。
[实验过程]
(1)用天平测量出小石块的质量$m$,如图甲所示,将数据记录在表格中。
(2)在量筒中倒入适量的水,读出量筒中水的体积$V_1$,如图乙所示。
(3)用细线吊着小石块浸没到量筒的水中,读出小石块和水的总体积$V_2$,如图丙所示,将数据记录在表格中。
(4)实验数据记录表格如下。
[实验结论]
利用密度公式计算小石块的密度$\rho=$(用所测物理量的符号表示)。
|探究归纳|
(1)不能先测量小石块的体积,再测量小石块的质量。因为小石块从水中取出时沾有一些水,此时测量它的质量会偏大。
(2)测量小石块的体积时,不能先测量小石块和水的总体积,因为小石块从水中取出时沾有一些水,此时测量水的体积会偏小,导致测量值偏大。
和水的总体积,因为小石块从水中取出时沾有一些水,此时测量水的体积会偏小,导致测量值偏大。
|学以致用|
(1)将托盘天平放在工作台上,将游码移至标尺左端的处,当横梁水平平衡时,指针位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向调节,直到指针对准分度盘的中线。
(2)小明进行了如下操作:
①将适量奶茶倒入烧杯中,用托盘天平测出奶茶和烧杯的质量$m_1=188.2\ \mathrm{g}$。
②将烧杯中的部分奶茶倒入量筒中,如图乙所示,测出奶茶的体积$V=$mL。
③用托盘天平测量烧杯和剩余奶茶的质量$m_2$,测量结果如图丙所示,$m_2=$g。
(3)根据实验数据,计算出奶茶的密度$\rho=\_\_\_\_\_\_\mathrm{g/cm}^3$。
(4)在步骤②中,有少量的奶茶附着在量筒液面上方的内壁上,测得的奶茶密度比真实值(选填“大”或“小”)。烧杯中剩余奶茶的密度(选填“变大”“变小”或“不变”)。
学习任务三 测量固体的密度
|实验探究|
测量小石块的密度
[实验思路]
(1)实验原理:根据,用测量小石块的质量,用测量小石块的体积。
(2)实验方法:排水法。
[实验过程]
(1)用天平测量出小石块的质量$m$,如图甲所示,将数据记录在表格中。
(2)在量筒中倒入适量的水,读出量筒中水的体积$V_1$,如图乙所示。
(3)用细线吊着小石块浸没到量筒的水中,读出小石块和水的总体积$V_2$,如图丙所示,将数据记录在表格中。
(4)实验数据记录表格如下。
[实验结论]
利用密度公式计算小石块的密度$\rho=$(用所测物理量的符号表示)。
|探究归纳|
(1)不能先测量小石块的体积,再测量小石块的质量。因为小石块从水中取出时沾有一些水,此时测量它的质量会偏大。
(2)测量小石块的体积时,不能先测量小石块和水的总体积,因为小石块从水中取出时沾有一些水,此时测量水的体积会偏小,导致测量值偏大。
和水的总体积,因为小石块从水中取出时沾有一些水,此时测量水的体积会偏小,导致测量值偏大。
|学以致用|
答案
(1)水平 零刻度线 右
(2)②80 ③104.2
(3)1.05
(4)大 不变
实验思路：(1)$\rho=\frac{m}{V}$ 天平 量筒
实验结论：$\frac{m}{V_2-V_1}$
(2)②80 ③104.2
(3)1.05
(4)大 不变
实验思路：(1)$\rho=\frac{m}{V}$ 天平 量筒
实验结论：$\frac{m}{V_2-V_1}$
解析
【分析】
本题分为测量奶茶密度和测量小石块密度两部分。测量奶茶密度时，需掌握天平的使用规则、量筒读数、密度计算及误差分析；测量小石块密度时，需明确实验原理、测量工具及排水法测体积的方法。
1. 测量奶茶密度思路：天平需放水平台、游码归零，指针偏左时平衡螺母右调；量筒读数看液面刻度，天平读数为砝码加游码；密度用倒出奶茶的质量除以体积计算；误差分析时，量筒内壁附着奶茶会使体积测量偏小，密度偏大，密度是物质特性，剩余奶茶密度不变。
2. 测量小石块密度思路：实验原理是ρ=m/V，质量用天平，体积用量筒通过排水法（V₂-V₁）测量，进而计算密度。
【解析】
一、测量奶茶密度
(1) 天平使用：将托盘天平放在水平工作台上，游码移至标尺左端的零刻度线处；图甲指针偏左，说明左侧重，应将平衡螺母向右调节，直至横梁水平平衡。
(2) ② 量筒读数：图乙中奶茶体积为80mL；③ 天平读数：烧杯和剩余奶茶质量为100g+4.2g=104.2g。
(3) 倒出奶茶质量：m=188.2g-104.2g=84g，体积V=80cm³，密度ρ=84g/80cm³=1.05g/cm³。
(4) 误差分析：少量奶茶附着在量筒内壁，导致测得体积偏小，由ρ=m/V可知，质量准确，体积偏小则密度比真实值大；密度是物质固有属性，剩余奶茶密度不变。
二、测量小石块密度
实验思路：(1) 实验原理为$\rho=\frac{m}{V}$，用天平测小石块质量，用量筒测体积。
实验结论：小石块体积为V₂-V₁，故密度$\rho=\frac{m}{V_2-V_1}$。
【答案】
(1) 水平 零刻度线 右
(2) ②80 ③104.2
(3)1.05
(4)大 不变
实验思路：(1)$\rho=\frac{m}{V}$ 天平 量筒
实验结论：$\frac{m}{V_2-V_1}$
【知识点】
天平的使用、密度的测量、密度公式
【点评】
本题是中考典型的密度测量实验题，涵盖基础实验操作、密度计算及误差分析，考查学生对实验原理和步骤的掌握，需熟悉天平、量筒的使用规则和密度特性的应用。
【难度系数】
0.6
本题分为测量奶茶密度和测量小石块密度两部分。测量奶茶密度时，需掌握天平的使用规则、量筒读数、密度计算及误差分析；测量小石块密度时，需明确实验原理、测量工具及排水法测体积的方法。
1. 测量奶茶密度思路：天平需放水平台、游码归零，指针偏左时平衡螺母右调；量筒读数看液面刻度，天平读数为砝码加游码；密度用倒出奶茶的质量除以体积计算；误差分析时，量筒内壁附着奶茶会使体积测量偏小，密度偏大，密度是物质特性，剩余奶茶密度不变。
2. 测量小石块密度思路：实验原理是ρ=m/V，质量用天平，体积用量筒通过排水法（V₂-V₁）测量，进而计算密度。
【解析】
一、测量奶茶密度
(1) 天平使用：将托盘天平放在水平工作台上，游码移至标尺左端的零刻度线处；图甲指针偏左，说明左侧重，应将平衡螺母向右调节，直至横梁水平平衡。
(2) ② 量筒读数：图乙中奶茶体积为80mL；③ 天平读数：烧杯和剩余奶茶质量为100g+4.2g=104.2g。
(3) 倒出奶茶质量：m=188.2g-104.2g=84g，体积V=80cm³，密度ρ=84g/80cm³=1.05g/cm³。
(4) 误差分析：少量奶茶附着在量筒内壁，导致测得体积偏小，由ρ=m/V可知，质量准确，体积偏小则密度比真实值大；密度是物质固有属性，剩余奶茶密度不变。
二、测量小石块密度
实验思路：(1) 实验原理为$\rho=\frac{m}{V}$，用天平测小石块质量，用量筒测体积。
实验结论：小石块体积为V₂-V₁，故密度$\rho=\frac{m}{V_2-V_1}$。
【答案】
(1) 水平 零刻度线 右
(2) ②80 ③104.2
(3)1.05
(4)大 不变
实验思路：(1)$\rho=\frac{m}{V}$ 天平 量筒
实验结论：$\frac{m}{V_2-V_1}$
【知识点】
天平的使用、密度的测量、密度公式
【点评】
本题是中考典型的密度测量实验题，涵盖基础实验操作、密度计算及误差分析，考查学生对实验原理和步骤的掌握，需熟悉天平、量筒的使用规则和密度特性的应用。
【难度系数】
0.6
