第六章质量与密度2016

第六章质量和密度第一节质量一．质量（1）定义：一切物体都是由物质组成的，物理中把物体所含物质的多少叫质量。用字母m表示。（2）单位：国际单位制中质量的单位是千克，符号是：kg。常用的单位还有吨（t）、克（g）)、毫克（mg）。它们的换算关系是：1t=103kg，1kg=103g，1g=103mg。（3）估测物体的质量：一头大象约5t；一名中学生约50kg；一枚一元硬币约6g；一张邮票约50mg。（4）质量是物体的一种物理属性：所谓属性，就是一种不变性。质量物体所含物质的多少，其大小不会随物体的位置、形状、状态、温度而改变，所以质量是物体的一种物理属性。（5）物理学中的“质量”和日常生活中的产品优劣的“质量”含义不同，前者是着重“量”，是物体所含物质的多少，后者着重在“质”，是只产品的优劣程度。（6）质量的测量工具：日常生活中常用的工具有：案秤、台秤、杆秤。实验室常用的测量工具是托盘天平。二．天平1、构造:由托盘、横梁、平衡螺母、刻度尺、指针、刀口、底座、标尺、游码、砝码等组成。天平结构图：天平通常由支点(轴)在梁的中心支着天平梁而形成两个臂，每个臂上挂着或托着一个盘，其中一个盘（通常为右盘）里放着已知重量的物体（砝码），另一个盘（通常为左盘）里放待称重的物体，游码则在刻度尺上滑动。固定在梁上的指针在不摆动且指向正中刻度时或左右摆动幅度较小且相等时，砝码重量与游码位置示数之和就指示出待称重物体的重量。2、使用方法：（1）放：把天平放在水平台上；（2）拨：用镊子把游码放在标尺左端的零刻度线处；（3）调：调节天平横梁两端的平衡螺母（有的天平只一个），使横梁平衡。横梁平衡的标志是：指针指在分度盘的中央。若指针在左右两端摆动的幅度相等，也表明横梁平衡（平衡螺母向相反方向调，使用口诀：左端高，向左调）。（4）测：把被测物体放在左盘里，用镊子（注意：不能用手）向右盘里加减砝码，（简记“左物右码”）按照质量从大到小的顺序依次添加砝码，并调节游码在标尺上的位置，直到横梁恢复平衡。（5）读：被测物体的质量=右盘中砝码总质量+游码在标尺上所对的刻度。关于游码的读数，一要依照游码左侧所对应的数值读数，二要看清标尺的分度值。（6）收：测量完毕后，应将物体取下，用镊子把砝码放回砝码盒里，将游码拨回零刻度线，并使天平臂处于固定状态，以避免刀口磨损。注意事项：1.轻拿轻放仪器，事先把游码移至0刻度线,并调节平衡螺母，使天平左右平衡。2.右放砝码，左放物体。3.砝码不能用手拿，要用镊子夹取，使用时要轻放轻拿。在使用天平时游码也不能用手移动。4.过冷过热的物体不可放在天平上称量。应先在干燥器内放置至室温后再称。潮湿的物体和化学药品不能直接放入天平盘测量，以防止托盘生锈或腐蚀。5.加砝码应该从大到小，可以节省时间。6.在称量过程中，不可再碰平衡螺母。7.若砝码与要称重物体放反了又使用了游码，则所称物体的质量比实际的小，应用砝码质量减去游码质量。若没使用游码，则称的质量与实际相等。8.使用完毕，将实验仪器放回到固定位置。三、测物体质量的方法1、潮湿又腐蚀性的物体:借助烧杯或其他防腐物品来测，先测出烧杯质量m1，再把物品放入烧杯里，测出总质量m2，该物体质量为m2-m1。2、液体：先测出烧杯或其他容器的质量m1，将液体倒入烧杯或容器中，测出总质量m2，该液体质量为m2-m1。3、微小物体：先测出多个该物体的总质量M，然后除以物体个数n，则每个物体的质量m=M/n。四、标准千克原器：规定40C的1dm纯水的质量为1kg，并且用铂制作了标准千克原器，保存在法国档案馆。因此，这个标准千克原器也叫“档案千克”。第二节密度一．密度1、定义：某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的密度。用ρ表示。2、密度的公式和单位国际单位；kg/m3或kg·m-3常用单位：g/cm3或g、kg/dm3等。注意：物质的密度与物体的质量、体积、形状无关，但与质量和体积的比值有关。密度随温度、压强、状态等改变而改变。不同物质密度一般不同，所以密度是物质的一种特性。3、密度表密度表中给出了常见的一些物质的密度，水的密度为1.0×103kg/m3（应牢记）；固、液、气体中，气体密度最小，固体的密度一般比液体大；表中的密度都是在常温、常压下测得的，说明密度与温度的高低、压强的大小有关；水和冰的密度不同，说明物质的状态变了，密度改变；冰、蜡和植物油的密度相同，说明不同物质的密度有可能相同。4、密度的应用密度知识在日常生活、工农业生产和科学实验中有广泛的应用。利用及其变形，，可以求质量和体积。第三节测量物质密度一、量筒①量筒是测量液体体积的；②量筒壁上相邻两刻度线之间的距离为分度值，其单位在量筒壁上标出，其单位是毫升（mL），1mL=1cm3。③最上面刻度为量筒的最大值，即量程；④实验室常用量筒：50mL100mL500mL1000mL二、使用方法：①根据被测量物体的体积和测量精度的要求选择合适的量筒，使用前，要观察它们的分度值和量程；②使用时要放在水平桌面上；③读数时视线应与液面相平，液面凹下时，视线应与凹面相平，液面凸起时，视线应与凸面相平；④测量固体体积时，应先向量筒倒入适量的水，读取水的体积V1，再将固体缓慢浸入量筒底部，读取液面上升后的体积V2，则固体体积V=V2-V1。注意：1、倒入、倒出液体时应小心，不能溢出，尤其用排水法测量固体体积时，预先放入的水要适量；太少不能浸没物体，太多超过量筒量程；2、不能用量筒测量对玻璃有腐蚀性的液体。三、固体体积的测量方法：1.规则物体，用刻度尺测量相关长度，利用公式计算体积。2.不规则物体（不溶于水）：排水法①应先向量筒倒入适量的水，读取水的体积V1，预先放入的水要适量；太少不能浸没物体，太多超过量筒量程；②再将固体用细线拴住缓慢浸入量筒水中，并使其全部浸没，读取液面上升后的体积V2；③固体体积V=V2-V1。3、漂浮的固体坠降法：将待测物体和能沉入水中的重物用细线拴在一起，先用手提待测物体上端的细线，将能沉入水中的物体浸没在量筒水中，读取体积V1；然后将栓好的两个物体一起浸没水中，读取体积V2，则固体体积V=V2-V1。针压法：用一细长针刺入被测物体并用力将其压入量筒水中，测其体积。4、较大物体溢水法：将烧杯装满水且以刚好不溢出为准，此时将固体浸没入烧杯水中，且同时用另一容器承接溢出的水，把承接的水再用量筒测出其体积V,则V就是较大物体体积。5、固体体积太小，可用累积法。四、物质密度的测量1、测量固体的密度①用天平测出固体的质量m；②测出固体体积V；③利用公式求出其密度。2、测量液体密度①用天平测出容器中液体质量m1；②把容器中液体倒入量筒一部分，记下量筒中液体体积V，③用天平测出容器中剩余液体质量m2，则倒出的液体质量m=m1-m2；④利用公式求出液体密度。第四节密度与社会生活一、密度与温度密度与温度关系：物体的密度不是固定不变的，一般物体都具有热胀冷缩的性质，根据密度公式，温度升高，密度减小。常见物质中，气体的密度受温度的影响最大，固体的密度受温度的影响最小（热胀冷缩不明显）。水的反常膨胀：水的温度在4℃以上，遵从热胀冷缩的规律；温度在4℃以下，遵从热缩冷胀的规律。所以冬天自来水管会被冻裂。风的形成：空气受热体积膨胀，密度变小而上升；热空气上升后，温度低的空气从四面八方流过来，从而形成风。二、密度与物质鉴别1.物质鉴别：测出某种物质的密度，再与密度表中各种物质密度进行比较，就可以知道该物体的材质。▲仅通过密度鉴别物质不一定准确，还应根据物质的其他性质，比如颜色、气味、硬度、电学性质等进一步鉴别。2.检验物质的纯度：比如鉴定牛奶是否掺水，酒的品质等；3.根据密度知识选择材料：如航空器材常采用高强度、低密度的材料；风扇的底座采用密度较大的材料等。产品包装选用密度小的轻质材料等等。易混知识比较及考点预测1．易混知识比较（1）物体与物质物体是指日常生活中所说的东西，如：桌子、凳子、铁钉、铁锤等；而物质是指构成物体的材料，如桌子、凳子是物体，它们都是由木头构成的（当然还有其它材料），木头是物质。东西是由材料组成的，这是生活语言。用物理上的语言描述：物体是由物质组成的。（2）属性与特性属性不随外界因素而变化。质量由物体本身决定，物体的形状、状态、空间位置和温度发生变化时质量保持不变，所以质量是物体的属性。特性随外界因素而变化。密度是物质的一种特性，每种物质都有一定的密度。密度与物质本身有关，与物体的形状、体积和质量无关。当外界条件（如温度、物质的状态和压强）发生改变时，物质的密度将发生改变。但是在通常情况下，只要物质没有发生物态变化，一般认为物质的密度不变。2．考点预测研究近年各地与本专题有关的中考题，可以发现，试题普遍体现了从知识立意向能力立意的过渡，试题密切联系学生的生活实际，关注社会热点，加大了对实验过程与方法的考查，体现多学科知识的交叉与综合，切实发挥试题的教育价值。考查热点主要集中在对质量、密度概念的理解，天平和量筒的操作与使用，测量固体和液体密度中如何减小误差，只用天平（或量筒）和水如何测量物质密度，应用密度公式解决实际问题等。涉及的题型有填空、选择、实验、计算、解释说明等各种考查方式。随着新课标的全面实施，预计本章知识在下面几个方面的考查将会得到加强：（1）质量、密度的概念。质量和密度是整个初中物理中重要的基础知识，是后面学习力、压强、浮力的基础，一直是命题的热点。考点主要集中在对质量、密度概念的理解，对单位意义及换算的掌握，对各自物理属性的理解等。（2）天平和量筒的正确使用与读数是最基本的实验技能，是测量质量、密度的必备知识和技能。（3）密度知识的应用。用密度知识解决实际问题是新课标的要求。把物理知识应用于日常生活、社会实践是命题的方向。利用密度知识鉴别物质及物质的含量、判断物体是否空心并计算空心部分的体积、计算大型不易直接测量的物体的质量和体积等。（4）测密度的实验。测定固体或液体的密度实验，是中学物理中的重要实验，是历年各地中考的热点。但今后更加注重实验的过程与方法的考查，可能给你一个实验步骤，要求同学们对实验的不足之处进行分析和评价，会分析误差。也会注重创新创造能力的考查，可能只给你天平或量筒中的一个，甚至是天平无砝码，量筒无刻度，看大家如何设计实验，完成密度的测量。3、考点例题考点1质量考点剖析：质量是初中物理的重要概念之一，是学习重力、压强、浮力及力和运动关系的基础。本考点重点考查的是质量的概念、单位，探究物体的形状、状态及地理位置的变化对质量大小的影响等。对常见物体的质量进行估测，计算中质量单位的换算及质量的物理属性是常见的考查内容。例1（2011福州）一块铁块的质量会发生变化的情况是（）A．将它熔化成铁水B．磨掉铁块一个角C．把它轧成薄铁片D．从地球运到月球分析：铁块熔化成铁水，是状态变了，组成铁的物质未变；磨掉铁块一个角，组成铁的物质减少；轧成薄铁片，形状变了，组成铁的物质未变；从地球运到月球，地理位置变了，但组成铁的物质未变。答案：B考点2天平的使用考点剖析：天平能直接测量物体的质量，由于其结构较精密，使用方法较复杂，能考验大家有没有规范的操作意识和严谨的科学态度，所以成为各地中考历年必考的内容。考点主要集中在天平的调节与使用、加减砝码的次序和方法、砝码和游码的读数等，考查的题型以填空、选择、实验为主。用天平测量一枚大头针的质量、测量液体的质量等，体现了实验方法的应用，常出现在选择或探究题中。砝码生锈、天平未平衡就使用、物体与砝码左右颠倒放置、在太空中能否使用等情形，能考查大家的创新思维能力，中考也有涉及。例2（2011芜湖）某同学调节托盘天平平衡时，发现指针停在分度盘的右侧，如图1甲所示，要使天平平衡，应该将横梁右端的平衡螺母向_________（选填“左”或“右”）移动；当他用天平测物体质量时，发现指针偏向分度盘的右侧，这时应该_______（选填“增加”或“减少”）砝码；当他在天平右盘中放入一个50g砝码、一个20g砝码和一个10g砝码，并将游码拨到如图乙所示的位置时，指针恰好指在分度盘的中央，则物