Question

小明和小芳合作，进行“测定盐水的密度”的实验．
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总质量m₂
步骤三、将烧杯中的盐水全部倒入量筒中，读出盐水的体积V
步骤四、计算出盐水的密度：
他们收拾好实验器材后，一起对实验过程进行了评估：
小明说：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．
小芳说：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．
小明认真思考后，同意了小芳的意见．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．
根据小明和小芳对实验过程的评估，请你回答：
（1）小芳这里所指的“测量误差”是在上述步骤的第______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．根据小明和小芳的意见分析，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：______．

Answer 1

【答案】分析：步骤三说将烧杯中的盐水全部倒入量筒中，读出盐水的体积V，很明显将有一部分水留在烧杯壁上，不能全部导入量筒内，导致了盐水的体积小了，根据密度公式可知：质量不变，所以测得的密度偏大了．减小误差的办法就是：去掉步骤一，改为测量剩余盐水和烧杯的总质量m₂，这样就防止了残留问题．
解答：解：（1）出现在第三步，将烧杯中的盐水全部倒入量筒中，读出盐水的体积V，很明显将有一部分水留在烧杯壁上，不能全部导入量筒内，导致了盐水的体积小了，根据密度公式可知：质量不变，所以测得的密度偏大了；
故答案为：三，偏小，偏大．
（2）改进方案：
步骤一、将盐水倒进烧杯，用天平测出装有盐水的烧杯总质量为m₁
步骤二、将烧杯中的盐水部分（或全部）倒入量筒中，读出盐水的体积V
步骤三、用天平测出剩余盐水和烧杯的质量为m₂
步骤四、计算出盐水的密度：
（3）这种方法避免了因盐水沾在烧杯壁所引起的误差．
点评：进行误差分析，要找到产生误差的原因，才能减小误差．