论测量液体密度方法的探究

广西钦州市第一中学 韦树金

液体密度的测量是初中物理教学中的一个重点，更是实验探究的一个难点，在进行液体测量过程中有许多的复杂因素需要学生必须学会去分析，才能掌握正确的测量方法。液体密度的测量对学生应用知识的能力要求高，在应用理论来指导实验时要学会分析和推理。探究测量液体密度的方法对培养学生的思维能力和提高其动手能力有着非常大的帮助，对学生用科学方法进行实验有积极的导向性，因此，在本节教学过程中要发挥学生主导性，引导学生做好实验方案，对实验方案认真分析、实践，对每个实验步骤都进行推理、验证，最后得到最科学的实验方法。

根据测量密度的原理ρ=m/v可以知道，只要用天平测出液体质量m和用量筒量出液体的体积v，然后代入表达式计算即可得到所测量的液体密度。粗看很简单也很直接没有太大的难度，实际上这里测量得出来的液体质量和液体体积是很有讲究的，它必须是液体的质量和所测的体积是相对应的、一致的，不少学生实验就是忽略了这一点。这其中有学生粗心的原因，但主要是学生对测量原理和测量方法理解不够透彻有关，所以对液体密度测量方法进行探究有助于帮助学生克服以上缺点，有助于学生形成良好的实验习惯和科学的实验方法。如以下学生实验探究：

学生实验方法一：测量水的密度

1.实验原理：ρ=m/v

2.实验步骤：

①学生测量空杯质量为m1

②学生将水倒入空杯，测得杯和水总质量为m2

③将水倒入量筒中，测出水的体积为v

④测得水密度为ρ=(m2-m1)/v

从实验步骤看似乎很合理，但无论学生如何精确读数，均发现测量结果都大于水的密度，这时就要求老师能很好地引导学生进行合理的分析，排除次要因素，抓住主要因素。这样学生很快会发现造成测量结果偏大的原因主要是杯中还残留了一小部分的水，因而倒入量筒内水的体积读数变小了，而水的质量计算没改变，所以测量的水密度变大了。实验分析要围绕公式进行，水质量m变成了(m2-m1)，当然它们是等量关系m＝(m2-m1)，但对应的测量体积v是否一致呢？这个引导学生进行分析讨论，找到主要问题所在，造成测量密度变大是体积v变小的缘故，再运用公式ρ=(m2-m1)/v来综合分析，就可以找到解决的办法。实验分析过程对学生来说很重要，因为学生在动手过程中更容易开拓思维，养成良好的实验习惯。所以老师要做好引导工作，那么如何引导改进呢？

学生改进实验方法二：测量水的密度

1.实验原理：ρ=m/v

2.实验步骤：

①测量杯和水的总质量m1

②将水倒入量筒，测倒出水的体积v

③重新测量杯和剩余水的质量m2

④测得水密度ρ=(m1-m2)/v

这个测量方法从教学实践来看，很多同学都能想到，并能很好地测量出来，测量结果也比较合理。因为倒出来的水质量m＝(m1-m2)和倒入量筒中的水的体积是对应的，只要学生掌握好读数，测量的误差就比较小，是一个合理的测量方法。那么这个实验是否最佳呢？是否也有不足的地方，比如倒出来的水体积不好控制，造成读水的体积误差大，从而影响到测量结果；也可能是水质量不好控制，造成水质量读数有误差，这也会影响测量结果。如果此时能进一步引导学生进行分析，学生想必会产生更大的兴趣，从而能就质量和体积进行综合的分析进而找到更为合理的方法。从这个实验操作实践和理论来分析，学生就明白了实验方法要科学，实验理论指导要合理，即液体体积v要和它的质量m（或m1-m2）对应一致，要考虑相互间的量变关系。

学生改进实验方法三：测量水的密度

1.实验原理：ρ=m/v

2.实验步骤：

①测空杯的质量m1

②测量筒中原有水的体积v1

③将部分水倒入空杯中，测出杯和水的总质量m2

④测量量筒中剩余水的体积v2

⑤测得水的密度ρ=(m2-m1)/(v1-v2)

这个测量方法对于部分学生来说是有一定困难的，因为这个实验的原理虽然是一样的，但表达式ρ=m/v变成了ρ=(m2-m1)/(v1-v2)，这个结果变得复杂了，它要求学生要具有一定的物理思维，能很好地运用公式，学会量变的分析，从而控制物理量间的相互关系。当然实验的优点是值得肯定的，从实验操作来说：优点是能更好地控制倒出水的体积v，便于体积读数从而能很好地减少液体体积读数产生的误差，因为倒出水的质量(m2-m1)和量筒中水减少的体积(v1-v2)是对应的，因而测量结果更准确。从学生实验实践来说：学生物理思维得到提升，能掌握更科学的实验方法，提高了运用理论指导实验的能力，具备了创新的能力。所以说这个实验测量方法更为合理、更为科学。

事实上，不少的教师从教学的角度出发，对于测量液体密度的方法仅限于讨论第一种错误测量方法的探究，怕增大学生学习强度或压力而没有进行拓展。其实应当放手让学生去实验操作，你就会发现学生在实践中还有很多的错误实验方法，这些方法对学生而言也是有益的，它会让学生学会分析、论证，从中获得有益经验，总结出更好的实验方法。同时你也会发现放手让学生去实践，学生的思维很开阔，想法大胆而富有创意，成功的实验是我们值得肯定和赞赏的。只有这样，探究才能成为名副其实，才能让我们的学生学有创新，掌握科学的探究方法。