Question

為了測(cè)量大米的密度，某同學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：
（1）取適量的大米，用天平測(cè)出其質(zhì)量，然后將大米裝入注射器內(nèi)；
（2）緩慢推動(dòng)活塞至某一位置，記錄活塞所在位置的刻度V₁，通過(guò)壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器從計(jì)算機(jī)上讀取此時(shí)氣體的壓強(qiáng)P₁；
（3）重復(fù)步驟（2），記錄活塞在另一位置的刻度V₂和讀取相應(yīng)的氣體的壓強(qiáng)P₂；
（4）根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，算出大米的密度．

次數(shù) 物理量	1	2
P/105Pa	1.60	1.78
V/10-5m3	1.37	1.27

①如果測(cè)得這些大米的質(zhì)量為6.46×10^-3kg，則大米的密度為

 

kg/m³．
（結(jié)果取二位有效數(shù)字）．
②為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，在上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)做怎樣改進(jìn)？
③請(qǐng)?jiān)O(shè)想可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一個(gè)問(wèn)題．

Answer 1

分析：（1）以封閉氣體為研究對(duì)象，由玻意耳定律求出大米的體積，然后由密度公式求出大米的密度．
（2）采用多次測(cè)量取平均值的方法減小偶然誤差．
（3）根據(jù)玻意耳定律使用條件分析影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素．

解答：解：（1）設(shè)大米的體積為V，以注射器內(nèi)封閉的氣體為研究對(duì)象，
由玻意耳定律可得：P₁（V₁-V）=P₂（V₂-V），
解得V=

P2V2-P1V1

P2-P1

，
大米的密度為：
ρ=

m

V

=

m(P2-P1)

P2V2-P1V1

=

6.46×10-3×(1.78×105-1.60×105)

1.78×105×1.27×10-5-1.60×105×1.37×10-5

=1.7×10³kg/m³；
（2）可以改變氣體的體積，測(cè)出若干個(gè)壓強(qiáng)值，然后作出V-

1

P

圖，圖線與V軸的交點(diǎn)就是大米的體積．
（3）大米含水量多少影響其密度、連接傳感器的管子影響體積的測(cè)量、氣體溫度發(fā)生了變化（壓縮氣體速度太快）、放入的大米量太少影響測(cè)量精度等等．
故答案為：（1）1.7×10³
（2）可以改變氣體的體積，測(cè)出若干個(gè)壓強(qiáng)值，然后作出V-

1

P

圖，圖線與V軸的交點(diǎn)就是大米的體積．
（3）大米含水量多少影響其密度、連接傳感器的管子影響體積的測(cè)量、氣體溫度發(fā)生了變化（壓縮氣體速度太快）、放入的大米量太少影響測(cè)量精度等等．

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵運(yùn)用玻意耳定律求解出大米的體積，同時(shí)要明確實(shí)驗(yàn)誤差的來(lái)源．