Question

【題目】實驗課上老師讓小明和小東做“測定鹽水密度”的實驗．小明首先寫出了如下內容．
實驗器材：天平（含砝碼）、量筒、燒杯、鹽水．
實驗步驟：
步驟一：用天平測出空燒杯的質量m1；
步驟二：將鹽水倒進燒杯，用天平測出裝有鹽水的燒杯的總質量m2；
步驟三：將燒杯中的鹽水全部倒入量筒中，讀出鹽水的體積V；
步驟四：計算出鹽水的密度ρ= = ．
他們收拾好實驗器材后，一起對實驗的過程進行了評估．小明對小東說：我們的實驗原理正確，實驗器材使用恰當，操作過程規范，讀數準確，計算無誤，得出的鹽水密度是準確的．小東看完小明上面的實驗報告內容，說：在操作過程中，我發現有一點兒鹽水沾在燒杯內壁上．這樣，盡管我們操作規范、讀數準確、計算無誤，但我們測量得到的數據還是有了誤差，導致計算的結果也有誤差．小明認真思考后，同意了小東的意見．然后，他們一起繼續探討如何改進實驗方法，盡量減小測量的誤差．
（1）小東這里所指的“測量誤差”是在上述實驗步驟的步驟產生的，導致了鹽水體積讀數（填“偏大”或“偏小”），從而使得鹽水密度的計算結果（填“偏大”或“偏小”）；
（2）為了減小實驗的誤差，必須從質量和體積兩方面的測量進行控制．根據小明和小東的分析意見，在不增加實驗器材的條件下，提出你的實驗設計方案，使實驗結果的誤差達到最小．
實驗步驟：
（3）在你的設計方案中，控制誤差的思路是什么？

Answer 1

【答案】
（1）三；偏小；偏大
（2）

改進方案：步驟一：將適量的鹽水倒入量筒中，測出鹽水的體積V;

步驟二：用天平測出鹽水和量筒的質量m1;

步驟三：將量筒內的鹽水倒出一部分，再測出量筒內剩余鹽水的體積V2、剩余鹽水和量筒的質量m2|步驟四：計算出倒出部分的鹽水密度ρ= =

（3）

這種方法避免了因鹽水沾在燒杯壁所引起的誤差。

【解析】（1）出現在第三步，將燒杯中的鹽水全部倒入量筒中，讀出鹽水的體積V，很明顯將有一部分水留在燒杯壁上，不能全部導入量筒內，導致了鹽水的體積小了，根據密度公式可知：質量不變，所以測得的密度偏大了；（2）改進方案：步驟一：將適量的鹽水倒入量筒中，測出鹽水的體積V1；
步驟二：用天平測出鹽水和量筒的質量m1；
步驟三：將量筒內的鹽水倒出一部分，再測出量筒內剩余鹽水的體積V2、剩余鹽水和量筒的質量m2；
步驟四：計算出倒出部分的鹽水密度
ρ= =
所以答案是：（1）三；偏小；偏大；（2）改進方案：步驟一：將適量的鹽水倒入量筒中，測出鹽水的體積V1；
步驟二：用天平測出鹽水和量筒的質量m1；步驟三：將量筒內的鹽水倒出一部分，再測出量筒內剩余鹽水的體積V2、剩余鹽水和量筒的質量m2；步驟四：計算出倒出部分的鹽水密度ρ= = （3）這種方法避免了因鹽水沾在燒杯壁所引起的誤差