【典型例题2】学校研究性学习小组的小普同学想用天平、量筒和水测量小石块的密度。

【实验设计】小普同学设计的两种测量小石块密度的方案如图所示(操作步骤按照示意图中的①②③顺序进行)。你认为方案测量误差会较大,原因是。
【实验数据】小普同学将实验数据记录在下面表格内,计算出小石块的密度。请你将表格中横线处的内容补充完整:、。

答案【实验设计】一 小石块从量筒中取出时会沾上水,小石块质量的测量值偏大
【实验数据】水的体积$V_1/cm^3$ 水和小石块的总体积$V_2/cm^3$
关键点拨 测量不规则固体的密度时通常要先测固体的质量,再测固体的体积。如果先测固体的体积,那么将固体从量筒中拿出来时会沾有水,使测得的固体的质量偏大,从而使测得的固体的密度偏大。

【实验设计】一 小石块从量筒中取出时会沾上水,小石块质量的测量值偏大
【实验数据】水的体积$V_1/cm^3$ 水和小石块的总体积$V_2/cm^3$
关键点拨 测量不规则固体的密度时通常要先测固体的质量,再测固体的体积。如果先测固体的体积,那么将固体从量筒中拿出来时会沾有水,使测得的固体的质量偏大,从而使测得的固体的密度偏大。

【分析】
测量小石块密度的原理是$\rho=\frac{m}{V}$，实验步骤的顺序会直接影响测量误差。方案一的操作顺序是先测体积、后测质量，方案二是先测质量、后测体积。若先测体积，将小石块从量筒取出时，表面会沾有水，后续用天平测质量时，测得的质量包含了沾附水的质量，导致质量测量值偏大；而方案二先测质量，不会引入沾水带来的误差。另外，测量小石块体积时，需先记录量筒中水的体积，再记录放入小石块后的总体积，两者的差值为小石块的体积。
【解析】
【实验设计】：方案一测量误差较大，原因是小石块从量筒中取出时会沾上水，使得后续测量的小石块质量包含了沾附水的质量，导致质量测量值偏大，根据$\rho=\frac{m}{V}$，体积测量准确，质量偏大则密度误差大。
【实验数据】：测量小石块体积时，需要先记录水的体积$V_1$，再记录水和小石块的总体积$V_2$，因此横线处应补充“水的体积$V_1/cm^3$”和“水和小石块的总体积$V_2/cm^3$”。
【答案】
【实验设计】一 小石块从量筒中取出时会沾上水,小石块质量的测量值偏大
【实验数据】水的体积$V_1/cm^3$ 水和小石块的总体积$V_2/cm^3$
【知识点】
固体密度测量、实验误差分析
【点评】
本题为测量不规则固体密度的基础实验题，核心考察实验步骤的合理性判断与误差分析，需掌握密度测量的正确操作逻辑，避免因步骤顺序错误导致的测量误差。
【难度系数】
0.5