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文檔簡介
1、6質量與密度6.1質量知識點一、質量1、問題探究:構成物體的材料。問題結論鐵錘和鐵釘是由什么物質組成的由鐵組成鐵錘和鐵釘含鐵的多少一樣嗎不一樣,鐵錘含的鐵多一桶水和一杯水含水的多少一樣嗎不一樣,一桶水含的水多歸納總結:鐵錘和鐵釘都是由鐵這種物質組成的,但由于鐵錘體積大,含有鐵這種物質多;同樣,一桶水的體積比一杯水的體積大,一桶水比一杯水含有水這種物質多。2、質量:自然界中的一切物體都是由物質組成的,構成物體的物質有多有少。物體所含物質的多少叫做質量,通常用字母m表示。拓展:“物體”與“物質”的區(qū)別物體是指具有一定形狀、占據(jù)一定空間、有體積和質量的實物,而物質是指構成物體的材料。物質具有軟硬、顏
2、色、氣味等特性,但不具有體積和形狀。一個物體可以由多種物質組成,同種物質也可以組成不同的物體。如鐵球、鐵鍋都是物體,而他們都是由鐵這種物質組成的。3、質量的單位:在國際單位制中,質量的基本單位是千克,符號是kg。常用的質量單位還有:噸(t)、克(g)、毫克(mg),他們之間的換算關系是:1t=1000kg,1kg=1000g,1g=1000mg。注意:日常生活中,我們購買糧、菜、糖、水果等物品時,常說他們的重量是多少克或多少千克,這里說的重量,實際是質量。4、影響物體質量大小的因素物體所含物質的多少與其溫度、物態(tài)、形狀、所處的空間位置有什么關系?冰塊熔化成水,物體的物態(tài)發(fā)生了變化,但其質量沒有
3、變化;泥團被捏成小動物,物體的形狀發(fā)生了變化,但其質量沒有發(fā)生變化;航天員離開地球來到太空,其所處的空間位置發(fā)生了變化,但其質量沒有發(fā)生變化。由此可見:質量是物體的一個基本性質,它不隨物體的形狀、溫度、物態(tài)和位置的改變而改變,質量的大小只與物體所含物質的多少有關。拓展:物體質量不變的原因當物體的形狀、物態(tài)、空間位置、溫度發(fā)生變化時,組成物體的分子和原子的個數(shù)并沒有改變,即物體所含物質的多少沒變,所以物體的質量不變。知識點二、生活中常用的質量測量工具商店中用電子秤來稱量物體的質量,對于汽車、拖拉機等載重車輛的質量通常用電子磅來稱量。生活中通常用秤稱量物體的質量,常見的如臺秤、案秤、電子秤、桿秤等
4、;在學校的實驗室和工廠的化驗室里,常用托盤天平測量物體的質量。知識點三、天平的使用1、天平的結構實驗室常用工具:托盤天平,如圖所示。托盤天平的構造:分度盤、橫梁、標尺、游碼、指針、平衡螺母、托盤等,每架天平都有一盒配套的砝碼。2、天平的使用步驟放平:把天平放在水平臺面上,對于需要調節(jié)底座水平的天平,應先調節(jié)底座下面的螺釘,使底座水平。撥零:把游碼撥到標尺左端的零刻度線處。調平:調節(jié)橫梁兩端的平衡螺母,使指針指在分度盤的中央刻度線處(或指針在中央刻度線左右兩側擺動的幅度相等)。調節(jié)平衡螺母的方法:把平衡螺母向指針偏向的反方向調,若指針向左偏,這時應向右調平衡螺母;若指針向右偏,這時應向左調平衡螺
5、母。(可簡記為“左偏右調”或“右偏左調”)。測量:稱量前,估計一下被測物體的質量;稱量時,把被測物體放在左盤中,用鑷子按“先大后小”的順序依次在右盤中試加砝碼,若最小的砝碼也不能使橫梁平衡,此時需要調節(jié)游碼在標尺上的位置,直到橫梁恢復平衡。這里要注意:物體和砝碼要遵循“左物右碼”原則,加砝碼要“先大后小”。讀數(shù):右盤中砝碼的總質量加上游碼在標尺上所對的刻度值,就等于左盤中被測物體的質量。讀取游碼在標尺上所對的刻度值時,應以游碼左側邊緣所對刻度為準。整理:測量完畢,把物體取下,用鑷子把砝碼放回盒內,把游碼撥回標尺左端的零刻度線處,以備下次使用。注意:(1)測量前天平平衡的調節(jié)遵循“放平撥零調平衡
6、”的原則,即把天平水平放置,把游碼撥到零刻度線處再調節(jié)平衡螺母,當指針偏左時,將平衡螺母向右調,反之向左調,此時千萬不要移動游碼。(2)測量時天平平衡的調節(jié)遵循“左物右碼移游碼”的原則,即把被測物體放在做盤中,用鑷子在右盤中加減法嗎,加減砝碼時要由大到小進行,帶最小的砝碼加上后右盤微翹時再移動游碼,直至橫梁恢復平衡,注意此時不能在調節(jié)平衡螺母。3、天平使用的四個注意事項每個天平都有自己的“稱量”和“感量”,“稱量”是指天平所能稱量的物體的最大質量,“感量”是指天平所能稱量的物體的最小質量。被測物體的質量超過稱量會損壞天平;被測物體的質量小于感量,將無法測出物體的質量。已調解好的天平,當位置移動
7、后應重新調節(jié)橫梁平衡,方可進行測量。潮濕的物體和化學藥品不能直接放在天平的托盤中。想盤中加減砝碼時要用鑷子,不能用手接觸砝碼,不能把砝碼弄濕、弄臟。4、用天平稱量物體的質量用天平測量橡皮(或鉛筆)的質量。a、按天平使用步驟中“放平”“撥零”“調平”的要求將天平調節(jié)平衡。b、稱量前分別估計一下橡皮(或鉛筆)的質量,將橡皮(或鉛筆)放入天平的左盤中,用鑷子按“先大后小”的順序在右盤中加減法嗎,然后再移動游碼直至橫梁恢復平衡,此時砝碼的總質量加上游碼所對的刻度值即為橡皮(或鉛筆)的質量。c、整理好器材。用天評測量小瓶中水的質量a、按天平使用步驟中“放平”“撥零”“調平”的要求將天平調節(jié)平衡。b、將空
8、小瓶放在天平的左盤中,稱出空小瓶的質量m1。c、將小瓶中裝滿水,稱出小瓶和水的總質量m2。d、計算出小瓶內水的質量m水=m2-m1。e、整理好器材。累積法測微小物體的質量累積法是一種特殊的測量方法,用于測量微小物體的質量,如測量一個大頭針、一個圖釘、一張郵票的質量等,這種方法是先測出幾十甚至上百個相同物體的質量m總,再除以個數(shù)n,則物體的質量就是。取樣法測較大物體的質量在某種條件下,測量較大物體的質量時,可以采用取樣法。如,測量已知總長度的銅線的質量,若銅線的質量太大而無法直接用天評測量,我們可以測量其中一小段銅線的質量,再根據(jù)銅線的長度計算出它的總質量。6.2密度知識點一、探究同種物質的質量
9、與體積的關系1、實驗器材:稱量為200g的托盤天平(含砝碼)1架、刻度尺、3個大小不同的正方體鋁塊。2、實驗步驟:將天平放在水平桌面上,并調節(jié)天平平衡。用天評測量出鋁塊1的質量,將數(shù)據(jù)填入表格。用刻度尺測出鋁塊1的棱長,算出其體積,將數(shù)據(jù)填入表個。重復上述步驟、分別測出鋁塊2、鋁塊3的質量和體積,將數(shù)據(jù)填入表格。分別計算出質量與對應的體積的比值,將數(shù)據(jù)填入表格。3、實驗數(shù)據(jù)記錄表格物體質量m/g體積V/cm3質量/體積(m/V)/(g/cm3)鋁塊127102.7鋁塊254202.7鋁塊381302.74、分析論證:以體積V為橫坐標,質量m為縱坐標建立坐標系,在坐標紙上分別描出3個率快的質量與
10、體積的對應點(當體積為0時,質量也為0,所以根據(jù)V=0時,m=0也可以做出一個點),再把這些點用線連起來,如圖所示。通過表格中的實驗數(shù)據(jù),可求出3個大小不同的鋁塊的質量與體積成正比,且比值都等于2.7g/cm3;利用實驗數(shù)據(jù)所作的圖像是一條過原點的直線,即是一個正比例函數(shù)圖像。5、實驗結論:鋁塊的體積增大為原來的幾倍,其質量也增大為原來的幾倍,即同種物質的質量與它的體積成正比,且比值相同。6、交流合作與評估:如果測體積為10cm3、20cm3和30cm3的銅塊的質量,我們也會發(fā)現(xiàn),銅塊的質量與它的體積成正比,但比值為8.9g/cm3,而不是2.7g/cm3。所以同種物質,質量與體積成正比且比值
11、相同;不同種物質,質量與體積的比值一般不同。知識點二、密度1、概念:通過實驗可知,同種物質的質量與體積的比值是一定的,物質不同,其比值一般不同,這反映了不同物質的不同性質。在物理學中,某種物質組成的物體的質量與它的體積之比叫做這種物質的密度。密度用表示,密度在數(shù)值上等于物體單位體積的質量。2、密度是物質的一種性質的三點分析每種物質的密度是確定的,密度不隨物體的質量、體積的變化而變化,不論它的質量多大,體積多大,其密度大小不變。如:一杯水的密度與一滴水的密度一樣大。不同物質的密度一般不同。習慣上講“鐵比棉花重”,實質上是指鐵的密度大于棉花的密度。物質密度受物態(tài)變化和溫度的影響a、當物質在固態(tài)、液
12、態(tài)和氣態(tài)之間的轉換時,質量不變,體積會發(fā)生改變,從而引起密度的變化,例如:冰化成水時,密度變大。b、同種物質的密度受溫度變化的影響,其原因是溫度變化時,雖然質量不受影響,但體積要發(fā)生變化(如熱脹冷縮),從而引起密度的變化。3、密度的公式:符號的意義和單位密度千克每立方米(kg/m3),m質量千克(kg),V體積立方米(m3)密度公式變形:。對于公示,要從以下四個方面理解密度是物質的一種性質同種物質,在一定物態(tài)下密度時定值,它不隨質量和體積的改變而改變。當質量(或體積)增大為原來的幾倍時,其體積(或質量)也隨著增大為原來的幾倍,而比值單位體積的質量不變,即。因此,不能認為物質的密度與質量成正比,
13、與體積成反比。同種物質組成的物體,在一定物態(tài)下,體積大的質量也大,物體的質量跟他的體積成正比,由得,當一定時,即不同物質組成的物體,在體積相同的情況下,密度大的質量也大,物體的質量跟它的密度成正比,由得,當V一定時,即不同物質組成的物體,在質量相同的情況下,密度大的體積反而小,物體的體積跟它的密度成反比,由得,當m一定時,即4、密度的單位:密度的單位是由質量的單位和體積的單位組合而成的,是一個組合單位,質量的單位是千克(kg),體積的單位是立方米(m3),則密度的單位就是千克每立方米,符號是kg/m3。除千克每立方米外,密度單位還常用克每立方厘米,符號g/cm3。1g/cm3=1.0×
14、;103kg/m3,其換算過程:。所以g/cm3比kg/m3單位大。注意:在利用密度公式進行計算時,各物理量的單位一定要統(tǒng)一,密度單位一般有兩種表示方法:質量單位用kg,體積單位用m3,則密度單位為kg/m3;質量單位用g,體積單位用cm3,則密度單位為g/cm3。5、密度表示的物理意義以水的密度為例,水=1.0×103kg/m3,它表示體積是1m3的水的質量為1.0×103kg。知識點三、密度公式的應用1、常見固體、液體、氣體的密度多數(shù)固體的密度大于液體的密度;水銀是液體中密度最大的,比大多數(shù)固體的密度還大;油類的密度一般比水的密度??;氫氣是密度最小的氣體。同種物質在一定
15、物態(tài)時,密度是一定的,但當物質的物態(tài)改變時,密度也會發(fā)生變化,如水的密度和冰的密度。為使用方便我們應該記住幾個常用的密度值,如水的密度為1.0×103kg/m3,酒精的密度為0.8×103kg/m3,鋁的密度為2.7×103kg/m3,銅的密度為8.9×103kg/m3,鋼、鐵的密度為7.9×103kg/m3。密度相同的不一定是同種物質,如0的冰和蠟的密度相同,煤油和酒精的密度相同。同種物質的密度受溫度變化的影響,其原因是溫度變化時,雖然質量不變,但體積要發(fā)生變化(如熱脹冷縮),從而引起密度的變化。注意:由于氣體分子間作用力很微弱,氣體分子可以
16、到處游動,所以氣體總是充滿著盛它的整個容器,如:將一瓶氧氣用去一半后,其質量減小一半,而體積仍為氧氣瓶的容積,有密度公式可知,此時氧氣密度變?yōu)樵瓉淼囊话搿?、密度公式的應用求質量:由密度的公式可以得出m=V,知道了物體的體積,查處組成物質的密度,就可以算出它的質量,對于不便直接稱量的龐大物體,利用此種方法可以方便的求出它的質量。求體積:由密度的公式可以得出,知道了物體的質量,查處組成物質的密度,就可以算出它的體積,對于形狀不規(guī)則的或不便于直接測量體積的較大物體,利用此方法可以很方便的求出它的體積。解題步驟:a、仔細審題,明確題目中的已知條件(已知各量要統(tǒng)一單位);b、分析求未知量所需要的條件;
17、c、選擇適當?shù)墓竭M行計算。6.3測量物質的密度知識點一、量筒的使用1、用途:量筒是測量液體體積的儀器,也可以利用排開液體的體積的方法測量固體的體積。2、單位:一般實驗室里的量筒使用毫升(mL)為單位標度的(一般在量筒壁上標注單位)。1mL=1cm3=10-6m3。量筒上相鄰兩條刻度線之間的體積為分度值。最上面的刻度是量筒的最大測量值。3、量筒的使用方法在測量前應根據(jù)被測物體的體積和測量精度的要求來選擇合適的量筒。使用前,首先要觀察量筒的單位標度、量程和分度值。使用量筒測量體積時,應將量筒放在水平桌面上,量筒內的液面大多數(shù)是凹液面(如水、煤油燈形成的液面),也有的液面呈凸形(如水銀面)。4、使
18、用量筒的五個注意事項量筒呈圓柱形,體積與高度成正比,刻度均勻,量筒沒有零刻度線,刻度數(shù)由下向上逐漸變大,其單位一般是“mL”,1mL=1cm3.實驗室中量筒的量程一般有10mL、20mL、50mL、100mL、100mL幾種,分度值也各不相同,分度值越小,測量結果越精確,但并不是越小越好。測量前要根據(jù)測量精度的要求和被測物體的體積等因素選擇量筒的量程和分度值。量筒是測量液體體積的儀器,也可以用排液法間接測出固體的體積。在用排液法測固體體積時,量筒內要預先倒入適量的液體,若液體過少,放入固體后,也題不能浸沒固體;若液體過多,放入固體后,液面會超過量筒的量程。讀數(shù)時,視線一定要與液體凹液面的底部(
19、或凸液面的頂部)保持相平,俯視或仰視時的讀數(shù)均不準,俯視時的讀數(shù)會偏大,仰視時的讀數(shù)會偏小。不能用量筒測量對玻璃有腐蝕性的液體的體積。知識點二、用天平和量筒測量固體的密度1、固體體積的測量物體特征測量方法形狀規(guī)則的固體可先直接用刻度尺測出相關的長度,再利用體積公式算出體積,如正方體的體積V=a3,圓柱體的體積V=r2h,長方體體積V=abc形狀不規(guī)則的較小物體可利用“排水法”間接地測出體積先在量筒中倒入適量的水(“適量”是指不能太少,要以能浸沒被測物體為準,也不能太多,不要在物體浸沒后,液面上升到?jīng)]有刻度處),讀出體積V1,如圖甲;再將固體用細線拴住并慢慢放入量筒內的水中,使其被浸沒,讀出此時
20、水與固體的總體積V2,如圖;被測固體的體積V=V2=V1。漂浮的固體可用“沉墜法”測其體積將被測固體和能沉入水中的重物用細線拴在一起(重物在下,被測固體在上),用手提著被測固體上端的細線,只將能沉入水中的重物浸沒在量筒內的水中,讀出體積V1,如圖;然后將拴好的兩個物體同時浸沒在水中,讀出體積V2,如圖;被測固體的體積V=V2-V1。也可用“針壓法”測其體積在量筒內倒入適量的水,讀出體積V1,如圖;用一細長針刺入被測固體并用力將其壓入量筒內的水中,使其浸沒,讀出此時的體積V2,如圖;被測固體的體積V=V2-V1。也可用“埋沙法”測其體積現(xiàn)在量筒中倒入適量的細沙,搖勻且使細沙表面平整,記下體積V1
21、;放入固體后在搖晃量筒,使細沙埋住固體,且細沙表面平整,記下此時的體積V2;則被測固體的體積V=V2-V1。較大固體溢水法將燒杯裝滿水,且以剛好不溢出為準,將固體浸沒在燒杯內的水中,且同時用另一容器承接溢出的水,在用量筒測出溢出的水的體積V,則V就是所測固體的體積(此法誤差較大)2、用天平和量筒測量小石頭的密度實驗原理:實驗器材:天平(有配套砝碼)、量筒、水、細線、小石塊。實驗步驟:a、將天平放在水平臺上,調節(jié)天平平衡,用天評測出小石塊的質量m。b、向量筒中倒入適量的水,讀出此時水的體積V1。c、用細線將小石塊系住,浸沒在量筒內的水中,讀出此時水和小石塊的總體積V2。d、計算出小石塊的體積V=
22、V2-V1。e、求出小石塊的密度。實驗數(shù)據(jù)表小石塊的質量m/kg水的體積V1/cm3小石塊和水的總體積V2/cm3小石塊的體積V/cm3小石塊的密度/(g·cm-3)注意:測固體密度時應先測質量后測體積。若順序顛倒,先測體積,由于固體上沾有水,再測質量時會使測量值偏大,計算出的密度偏大,同時,不干燥的固體放在天平托盤上,可能會腐蝕天平托盤。形狀不規(guī)則的固體的體積不能直接測量,可以用“排水法”或“埋沙法”間接測量。知識點三、用天平和量筒測量液體的密度1、實驗原理:2、實驗器材:天平(有配套砝碼)、燒杯、量筒、鹽水3、實驗步驟:把天平放在水平桌面上,調節(jié)天平平衡。將配制好的適量鹽水倒入燒
23、杯中,用天評測出鹽水和燒杯的總質量m1,并記錄數(shù)據(jù)。將燒杯中的部分鹽水倒入量筒中,測出鹽水的體積V,并記錄數(shù)據(jù)。用天平再測出燒杯中剩余鹽水和燒杯的總質量m2,則量筒內被測鹽水的質量m=m1-m2。根據(jù)密度公式可計算出鹽水的密度4、實驗數(shù)據(jù)表鹽水和燒杯的總質量m1/kg剩余鹽水和燒杯的總質量m2/g量筒中鹽水的質量(m=m1-m2)/g量筒中鹽水的體積V/cm3鹽水的密度/(g·cm-3)注意:不少同學在實際操作中,按如下方法測量鹽水的密度用天評測出空燒杯的質量m1;向燒杯中倒入一些鹽水,測出燒杯和鹽水的總質量m2;在將燒杯中的鹽水全部倒入量筒中,測出其體積V;計算出鹽水的密度。該方法
24、中的第步會有一部分鹽水倒不凈,而附著在燒杯壁上,導致剩余在燒杯中的鹽水的體積未計算在待測鹽水體積內,即量筒內測出鹽水的體積比燒杯中鹽水的體積小,由密度公式可知,時所測密度值偏大。6.4密度與社會生活知識點一、密度與溫度1、探究物質的密度與溫度的關系氣體密度與溫度的關系現(xiàn)象探究:溫度對氣體密度的影響事例現(xiàn)象在室溫下吹起兩個等大的氣球,一個放在火爐旁(不要靠的太近),兩一個放在冰箱里過一會,把兩個氣球放在一起比較,從冰箱里取出的氣球的體積明顯小于火爐旁的氣球的體積。做一個小風車,把風車吊在燃燒的蠟燭火焰上方風車轉動起來探究歸納:氣體的溫度升高時,體積增大,由于氣體的質量不變,由密度公式可知氣體的密
25、度減?。划敋怏w的溫度降低時,氣體的密度增大。液體密度與溫度的關系現(xiàn)象探究:溫度對液體密度的影響事例現(xiàn)象將裝滿水的水壺放在爐火上加熱水會從壺中溢出在燒杯中裝上適量植物油,用酒精燈加熱,隨后在讓植物油冷卻加熱時,油面上升;冷卻過程中油面下降。探究歸納:液體溫度升高時,質量不變,體積增大,密度減??;液體溫度降低時,體積減小,密度增大。固體密度與溫度的關系現(xiàn)象探究:溫度對固體密度的影響現(xiàn)象原因在北方寒冷的冬天,泊油路會出現(xiàn)一道道長長的裂縫遇冷收縮,體積變小火車鐵軌間有的縫隙夏天變小,冬天變大受熱膨脹,鐵軌體積變大;遇冷收縮。高壓電纜夏天下垂受熱膨脹,導線變長探究歸納:固體溫度升高時,質量不變體積增大,
26、密度減小;固體溫度降低時,體積變小,密度增大。熱脹冷縮:自然界中的絕大多數(shù)物質都有溫度升高時提即變大,溫度降低時體積變小的性質,物質的這種性質可簡稱為“熱脹冷縮”。拓展:氣體的熱脹冷縮最為明顯,它的密度受溫度的影響最大;一般固體、液體的熱脹冷縮不像氣體那樣明顯,密度受溫度的影響比較小。可見我們說物質的密度是個定值是有條件的。2、應用風的形成形成:風就是空氣的流動,它是由于氣體密度發(fā)生變化而引起的??諝庖蚴軣狍w積膨脹,密度變小而上升,熱空氣上升后,溫度低的冷空氣就從四面八方流過來補充,從而形成風。利用:風力提水、風力發(fā)電、風帆助航、風力制熱。3、水的反常膨脹:實驗表明,4的水密度最大,溫度高于4時,隨著溫度的升高提即變大,水的密度越來越?。粶囟鹊陀?時,隨著溫度的降低體積變大,水的密度也越來越小。水凝固成冰時,體積變大,密度變小。人們把水的這種特性叫做水的反常膨脹。所以在寒冷的冬天,較深河底的水保持著4的水
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