测量液体密度实验思考.doc

测量液体密度实验思考对于一个实验可能存在多条思路、多种方案那么在众多实验方案中我们应如何选择呢?一般来说选择实验方案主要有三条原则：1.简便性原则即要求所选方案原理简单、操作简便各量易测。应尽量避免实施那些原理复杂、操作繁琐和被测量不易直接测量的实验方案。2.安全性原则实验方案的实施要安全可靠不会对人身和器材造成危害使用易破、易碎的器材时有谨慎操作的意识。所需装置和器材要易于置备不能脱离实际不能超出现有条件。3.精确性原则不同的实验方案其实验原理、所用仪器以及实验重复性等方面所引入的误差是不同的。在选择方案时应对各种可能的方案进行初步的误差分析尽可能选用精确度高的实验方案。下面结合密度的测量具体说明如何选择实验方案。小汉和小盼合作进行“测定盐水的密度”的实验。他们选择的实验器材：天平(含砝码)、量筒、烧杯、盐水。实验步骤：步骤一、用天平测出空烧杯的质量m1步骤二、将盐水倒进烧杯用天平测出装有盐水的烧杯的总质量m2步骤三、将烧杯中的盐水全部倒人量筒中读出盐水的体积V步骤四、计算出盐水的密度：ρ=m/V=(m2-m1)/V他们收拾好实验器材后一起对实验的过程进行了评估小汉说：我们的实验原理正确实验器材使用恰当操作过程规范读数准确计算无误得出的盐水密度是准确的。小盼说：在操作过程中我发现有一点儿盐水沾在烧杯内壁上。这样尽管我们操作规范、读数准确、计算无误但我们测量得到的数据还是有了误差导致计算的结果也有误差。小汉认真思考后同意了小盼的意见。然后他们一起继续探讨如何改进实验方案尽量减小测量的误差。根据小汉和小盼对实验过程的评估请思考：(1)小盼这里所指的“测量误差”是在上述实验步骤的第步骤产生的导致了盐水体积读数(填“偏大”或“偏小”)从而使得盐水密度的计算结果(填“偏大”或“偏小”)。(2)为了减小实验的误差必须从质量和体积两方面的测量进行控制。根据小汉和小盼的分析意见在不增加实验器材的条件下提出你的实验设计方案使实验结果的误差达到最小。实验步骤是：。(3)在你的设计方案中控制误差的思路是：。思路点拨：任何测量都有误差由于仪器的精度、人的读数等原因引起的误差是不可避免的。但是由于实验的操作方法不当而引起的误差我们是可以避免的。题目测量的是烧杯中盐水的密度将杯中盐水倒入量筒时烧杯壁上会沾上盐水这样测出的盐水体积会偏小算出的密度会偏大。注意到了上述因素小汉提出了改进方案：步骤一：用天平测出量筒的质量m1步骤二：将适量的盐水倒入量筒中测出盐水的体积V步骤三：用天平测出盐水和量筒的质量m2步骤四：计算出盐水密度ρ=(m2-m1)/V单纯从减小误差的角度来考虑上述步骤是正确的。但上述步骤忽略了另一重要因素──安全性。试想量筒又细又高底座面积又小放在晃晃悠悠的天平上一不留神就会翻倒怎不让实验者胆颤心惊。作为实验安全性──包括人身安全和实验仪器安全应是实验者考虑的首要因素。而具有安全操作的意识不仅对学生现在就是将来走向社会也是公民必须具备的基本素质。小盼注意到了仪器的安全性于是提出用量杯代替量筒进行实验。小汉说量杯比量筒粗矮放到天平上不容易翻倒这样安全性有保障了但量杯精确度比量筒差测出的数值误差较大看来实验还需要再设计。既然烧杯中的水无法全部倒入量筒我们不妨让它多剩一些测出烧杯和剩下的盐水的质量可知倒出去的盐水质量倒出去的盐水体积可由量筒直接测出这样就可算出倒出去的盐水的密度。正是这样经历多次设计多次评估考虑到各种因素确定了最佳方案：步骤一：将适量的盐水倒入烧杯中测出烧杯和盐水的质量m1步骤二：把烧杯中的一部分盐水倒入量筒中用天平测出烧杯和剩余盐水的质量m2步骤三：测出量筒内盐水的体积V步骤四：计算出倒出部分的盐水密度ρ=m/V=(m1-m2)/V这种方法避免了因盐水沾在容器壁上所引起的误差保证m1、m2测量准确V读数准确。通过上述实验过程可以看出对于探究方案的评估和选择是科学探究活动的重要组成部分。在日常实验中应当注意对实验方案的评估能对探究的行为和收集信息的科学性、可靠性进行评价。能对这种差异及引起这种差异的规律进行分析发现和提出新的问题。对探究过程和结果进行评估提出改进探究方案的具体方法。