九乡新闻网马鞍山市汽车站电话:力学（一）测量密度的自主性设计实验
来源：百度文库 编辑：九乡新闻网 时间：2024/05/03 06:45:16
例1 同学们已经学习了固体和液体密度的测量方法，那么怎样测量教室里空气的密度呢？
(1)请你设计一个实验方案.要求写出实验所需的器材和测量方法.
(2)为了实现你的设计方案，你在选择器材和进行实验时应注意哪些事项？(至少写出两项)
解析 测量气体密度的实验，课本上没有现成的实验，也没有做过.需要根据所学过的物理知识和相关测量密度的实验方法，创造性地进行设计.实验取材于教室，体现了理论联系实际；设计实验方案，考查实验能力和设计能力；在设计实验方案时，最简便的方法是不以整个教室空气为测量对象，而采取“以少测多”的特殊测量法；在设计实验的过程中，空气的体积(瓶中)的测量，要用到等量替代的科学研究方法；实验的理论依据是密度公式.考查注意事项时，应考虑：一是保证实验成功；二是提高测量的准确程度.
(1)器材：密封的瓶子、抽气机、天平、量筒、水.
方法：将密封塞打开，测出瓶子和密封塞及瓶子里面空气的总质量m1.加上密封塞用抽气机抽出瓶中的空气，再测量瓶子的质量m2.打开瓶塞装一满瓶水，用量筒量出瓶中水的体积即为瓶中空气的体积V.由可计算出空气密度.
(2)注意事项：①瓶的质量要轻.②要硬度大的瓶，不要让其在抽气时变瘪.③抽气时应尽可能抽出瓶中的空气.④选择灵敏的天平.⑤瓶与塞之间的密封性要好.⑥多次测量取平均值作为测量的结果.
例2 有几堆谷物(稻谷或小麦)，要比较它们的质量好坏.(注：这里所谓“质量好”是指谷物中空瘪的子粒数较少，饱满的子粒数较多)要求：用两种不同的方法来比较，其中至少有一种方法是适合农村普通家庭条件的.
第一种方法：_________；第二种方法_________.
解析 本题是要求运用所学的物理知识解决生产实际问题的实例.乍一看，似乎不是要求测量密度的.其实，比较谷物是饱满还是空瘪的子粒数的多少，可以用控制变量的研究方法，其实质仍然是与密度相关的.本题的另一特点是具有开放性，根据要求可以设计多种比较的方案.
我们既可以根据密度知识，(1)控制体积相同，比较相同体积的谷物质量的大小；(2)控制质量相同，比较质量相同的谷物体积的大小.还可以直接测量密度.(3)求谷物的“堆密度”(质量和体积之比，体积包括空隙)；(4)求谷物的“实密度”的平均值(排除谷物颗粒间的空隙).(5)称出一定颗粒数(如每千颗)的质量.
可见，对于自主性的实验设计，一是根据实验要求确定实验原理(实验的理论依据)；二是根据实验原理选择实验方法；三是选择实验器材；四是设计实验步骤，每一步骤中均要写明：用什么器材、测什么物理量、记录什么；五是实验结果的表示，要用自己实验所测得的物理量和已知的常量符号来列式表示.
河南孟津县教育局教研室 梅建功
来自《科学课》
2004年8月