第六章 质量与密度

第六章质量和密度武老师教师制作第一节质量一、质量1.对质量的理解（1）物体与物质的区别物体是由水、金属、木头等材料构成的，这些材料叫做物质。由物质组成的实物叫做物体。桌子是物体，而桌子是木头做的，木头则称之为物质。（2）定义：质量是物体所含物质的多少，通过用字母m表示。（3）质量是物体本身的一种属性。质量不随物体的位置、形状、温度、状态的改变而改变。例如：一块冰由于温度升高，化成了水，它的形状、状态、体积都改变了，但它的质量不变。例如：一副杠铃，无论是放在地球上还是带到月球上，其质量并不随地理位置的改变而改变。2.质量的单位（1）在国际单位制中，质量的单位是千克（kg），其他单位有吨（t）、克（g）、毫克（mg）等。（2）不同单位之间的换算关系：（千进位）1t=1000kg,1kg=1000g，1g=1000mg（3）对质量的单位要形成具体的概念。如1个鸡蛋的质量约为50g，一个成年人的质量约为60kg。二、质量的测量1、测量工具日常生活常见的有杆秤、磅秤、电子秤等学校实验室、工厂化验室常用的有托盘天平、物理天平；近代精密的测量质量的仪器是电子天平。2.天平的构造天平的主要部件有：底板、托盘（学生天平是挂盘）、横梁、指针、标尺、游码、分读盘、平衡螺母。（学生天平重垂线上装有小锤、底板上有小锥体）。3.天平的调节使用托盘天平前必须对其进行调节，调节的步骤是：（1）天平应水平放置（放在水平台上）；（2）把游码放在标尺左端零刻度线处；（3）调节平衡螺母，使指针在分度盘的中央，这时横梁平衡。4.使用方法：（1）放：把天平放在水平台面上。注意观察砝码盒中砝码的组成及横梁标尺上的分度值。（2）移：游码移到标尺左端的零刻度线处。注意一定要用镊子，不要用手。（3）调：调节横梁两端的平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处。（4）称：被测物体放在左盘中，用镊子向右盘加减砝码并调节游码在标尺上的位置，直到天平恢复平衡。①简称“左物右码”。②如果指针偏向分度盘一侧，此时只能通过加减砝码或移动游码，绝对不允许动平衡螺母。③向盘中加减砝码要用镊子，不能用手接触砝码。④放砝码要从大到小，即根据估计值先加所需的最大质量的砝码。⑤潮湿的物体和化学药品不能直接放入天平托盘中。（5）被测物体的质量等于右盘中砝码的总质量加上游码在标尺上所对的刻度值。在记录时一定要有单位。5.测量质量的特殊方法（1）辅助法：就是利用其他器材来间接地测量被测物理量的方法。①适用类型：在测量液体、潮湿的东西或化学药品时，我们不能直接把它们放到天平托盘里，因此可以用辅助法来测量。②操作方法：先找一个合适的容器测量出空容器的质量m1，再把被测物体放到容器中，测出它们的总质量m2，则被测物体的质量m物=m2-m1。测量腐蚀性较小的固态化学药品的质量时，还可以在天平的左右盘里各放一张质量相等的纸，这样就可以直接测出药品的质量，这也属于辅助法的一种。（2）转化法：在测量物体的质量时，有些物体不易直接测量出它们的质量，可以采用转化法，通过测量我们能够测量的量来求得被测物体的质量。①类型一：累计法。在测量微小物体（如大头针、邮票等）的质量时，由于不能直接测量单个物体的质量，可以采用测量n个同样物体的质量的总和m总，再根据m物=m总/n得到被测物体的质量。类型二：取样法。在某种条件下，测量较大物体的质量时，可以采用取样法。如：测量已知总长度的铜线的质量，若铜线的质量太大而无法测量，我们可以测量其中一小段铜线的质量，在根据铜线的长度计算出它的总质量。四、测量质量的其他工具实验室常用天平测量物体的质量，而生活中测量质量的仪器有很多。常用的有案秤、杆秤、台秤、电子秤等。第二节密度一、物质的质量与体积的关系1.探究目的：探究物质的质量与体积的关系2.猜想或假设：同种物质的质量和体积具有正比关系；不同种物质的质量与体积之比不等。3.探究方法：取两块形状规则的铝块和干松木块，用天平测量出它们的质量，用刻度尺测量它们的边长后算出体积，计算出它们的质量和体积比4.实验数据5.分析数据：利用描点法作出质量——体积图象，我们得到过原点的两条直线6.得出结论：同种物质的质量和体积具有质量越大体积越大的关系，即同种物质的质量和体积成正比；不同种物质的质量和体积之比一般不相等。二、密度1.密度的概念：单位体积的某种物质的质量叫做这种物质的密度。2.公式：。其中表示密度，m表示质量，V表示体积。即某种物质的密度等于该物质单位体积的质量。3.密度的单位：在国际单位制中密度的单位是kg/m3，读作“千克每立方米”，常用单位g/cm3，读作“克每立方厘米”。1kg/m3=10-3g/cm34.意义：纯水的密度为1.0×103kg/m3，表示每立方米纯水的质量为1×103kg。5.测量：用天平测量质量，用量筒测量体积，然后利用密度的计算公式：即可求出6.密度是物质的特性，对同一种物质来说，在一定条件下，密度是一个常数。7.密度表：人们利用实验的方法在常温常压下测出了常见物质的密度，并将它们列成密度表。分析可得下列结论：①通常情况下，不同物质的密度是不同的，固体、液体、气体物质作比较，固体物质的密度多数较大，而气体物质的密度较小。②密度相同的不一定是同种物质。③气体密度的大小跟温度和气压有关。温度和气压变化时，气体的密度也会发生相应的变化。④常温常压下，水的密度是三、密度公式的应用：1.密度公式及其变形公式，。2.密度计算：由密度公式可知，V、m三个量中只要知道其中的两个量就可以计算出第三个量。3.密度计算要做到“四有”：有必要的文字说明、有公式、有运算过程、有单位。4.密度计算的一般步骤：①确定已知条件并统一各物理量的单位；②分析未知量所对应的条件；③选择适当的公式进行计算。第三节测量物质的密度一、量筒的使用方法和注意事项1.量筒：量筒是用来测量液体体积的仪器。2.量筒和量杯的使用方法（1）使用时一定要放在水平桌面上，不能倾斜使用。（2）使用前要观察它的最小分度值和量程，其中“mL”表示“毫升”。3.量筒和量杯的读法量筒中液面若是凹形的，读数时视线要与凹液面相平，以凹形底部为准。若是凸液面，视线应与凸液面相平，以凸形顶部为准。4.关于量筒仰视与俯视的问题：（1）仰视时视线斜向上，视线与筒壁的交点在液面下，所以读到的数据偏低，实际值偏高。（2）俯视时视线斜向上，视线与筒壁的交点在液面上，所以读到的数据偏高，实际值偏低。5.测固体的体积（1）规则固体的体积的测量：可以通过刻度尺测量其边长、直径等物理量，再通过公式计算得出。（2）形状不规则的固体体积的测量：①排水法（体积小的、密度比水大的固体）A。向量筒中加适量的水，读出水的体积V1；B。把固体浸没在量筒里的水中，测量出水和固体的总体积V2；C。计算出固体的体积V=V2-V1.②溢水法（体积大的、密度比水大的固体）当物体体积较大无法放入量筒中时，可把它放入装满水的烧杯（最好用溢水杯）中，烧杯中有部分水被溢出，把溢出的水收集起来倒入量筒中读出示数即为该物体的体积V③针压法（密度比水小的固体）对于漂浮在水面的硬度较小的物体，例如石蜡，可以用细长的针将其压入水中，由于针很细，它排开水的体积可以忽略不计，所以固体体积V＝V２－V１。这种方法和测量密度大于水的物体体积情况基本相同。④沉坠法（密度比水小的固体）用细线先系住被测物块，再在被测物块下系一金属块或其他密度较大的重物；接着向量筒中倒入适量的水，并把助沉物先浸没在水中，读出这时液面的示数V１；然后再把被测物块和助沉物一起浸没在水中，读出这时液面的示数V２；则所测固体的体积为V＝V２－V１。二、测量固体的密度１。实验原理：２。实验步骤：（１）将天平放在水平桌面上，调节天平平衡；（２）测出石块的质量m；（３）向量筒中注入适量的清水，并测得水的体积为V１；（４）将石块用细线拴好，完全浸没在水中，测出石块和水的总体积为V２；（５）计算石块的体积V＝V２－V１；（６）计算出石块的密度

三、测量液体的密度１。实验原理：２。实验步骤：（１）把天平放在水平桌面上，调节天平平衡；（２）在玻璃杯中盛盐水，称出它们的质量m1；（３）把玻璃杯中的盐水倒入量筒中一部分，记下量筒内盐水的体积V；（４）称出玻璃杯和杯中剩下盐水的质量m２；（５）根据密度公式求出盐水的密度四、密度测量中的一些特殊情况１。有天平无砝码器材：量筒、烧杯２个、天平、细线、石块、水（１）将两只相同的烧杯分别放在调节好的天平的左盘上；（２）在左盘的烧杯中放入石块，在右盘的烧杯中注入水，并用滴管细致地增减水的质量，直到天平横梁重新平衡，则左盘中石块的质量和右盘中水的质量相等，即m水＝m石（３）将右盘烧杯中的水倒入量筒，测得这些水的体积为V水，则水的质量为m水＝，所以石块的质量为m石＝m水＝（４）把左盘烧杯值的石块轻轻放入量筒中，并全部浸没在水面以下，测出此时水和石块的总体积V１；（５）石块的密度：２、有量筒无天平器材：水槽、烧杯、量筒、足够多的水和细线、石块、笔（１）用天平测石块的质量为m1；（2）瓶中装满水，测出质量为m2；（3）将石块放入瓶中，溢出一部分水后，测出瓶、石块及剩余水的质量m3；（4）推导及表达式：m排水=m1+m2-m3，V石=V排=（m1+m2-m3）/水的密度，石头密度=m1/V石=m1水的密度/（m1+m2-m3）3.有量筒无天平（曹冲称象）器材：水槽、烧杯、量筒、足够多的水和细线、石块、笔（1）用细线系住石块，将其放入烧杯内，然后将烧杯放入盛有水的水槽内，用笔在烧杯上记出液面；（2）取出烧杯内的石块，往里缓慢倒入水，直到量筒内液面达到标记的高度；（3）将烧杯内的水倒入量筒内，读取示数为V1；（4）在量筒内装有适量的水，示数为V2，然后通过细线将石块放入液体内，测得此时示数为V3；（5）表达式：石块密度=V1/（V3-V2）水的密度第四节密度与社会生活一、密度与温度1.气体密度与温度的关系物质的密度往往要随温度的改变而改变，一定质量的气体，当温度升高时，分子间距离变大，体积增大，又因气体质量不变，所以气体密度变小。当气体温度降低时，气体密度变大。2.液体密度与温度的关系（1）液体温度升高时，体积膨胀，密度变小；液体温度降低时，体积缩小，密度变大。（2）水不是简单地遵循“热胀冷缩”的规律。4℃的水密度最大。温度高于4℃时，随着温度升高体积变大，密度越来越小；温度低于4℃，随温度的降低体积变大，密度也越来越小。水凝固成冰时，体积变大，密度变小，人们把水