科学探究物质的密度基础知识讲解

科学探究：物质的密度（基础）撰稿人：雒文丽审稿：史会娜【学习目标】1．通过实验探究物质的的性质，体验科学探究的全过程。2．应用“比值法”探究物质的性质。【要点梳理】要点一、探究物体的质量与体积的关系1．猜想与假设：（1）相同体积的同种物质，其质量是否相等？（2）相同体积的不同种物质，其质量是否相等？（3）在不注明哪杯是纯水，哪杯是盐水的情况下，如果不允许品尝味道，如何区别？2．设计实验与制订计划：（1）测出一些相同物质的体积与质量,再比较它们单位体积的质量。（2）测出一些不同物质的体积与质量,再比较它们单位体积的质量。3．进行实验与收集证据：用天平、量筒等测量工具取不同物质的物体分别测出它们的质量与体积，然后取它们单位体积的质量作比较。（1）测出若干体积不同纯水的质量和体积。（2）测若干体积不同立方体铁块的质量和体积。（3）测若干体积不同立方体铜块的质量和体积。（4）测体若干积不同立方体铝块的质量和体积。把所测数据填到下表表中：研究对象质量m/g体积V/cm3比值(质量:体积)数值单位水12铁12铜12铝124．交流与合作：（1）同种物质，体积不同质量也不同；体积相同的质量相同。（2）相同体积的不同物质，质量不同。（3）同种物质质量和体积的比值相同；不同物质质量和体积的比值不同。（4）质量和体积的比值反映了物质的一种特性。要点二、密度的测量测量方法：（1）固体的密度固体的质量可直接用天平称得，外形不规则物体的体积可通过“排水法”来测定，然后，根据密度定义求得密度。步骤：a、用天平测出石块的质量m；b、向量筒内倒入适量的水，测出的水的体积V1；c、把石块放入量筒中，测出石块和水的总体积V2；d、算出石块的体积V=V2-V1；e、利用公式算出石块的密度。（2）液体的密度先测液体和容器的总质量，然后倒入量筒中一部分液体，并测出这部分液体的体积，再称出容器与剩余液体的总质量，两者之差就是量筒内液体的质量，再用密度公式求出液体的密度。步骤：a.用天平测出烧杯和盐水的总质量m1；b.将烧杯中的盐水倒入量筒中的一部分，记下体积V；c.用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量m2，算出量筒中盐水的质量m=m1-m2；d.利用公式算出盐水的密度。要点诠释：测量的原理：无论是固体还是液体，根据可知，用天平测出物体的质量，用量筒测出物体的体积V，就可以求出它的密度。【典型例题】类型一、探究物体的质量与体积的关系1、有的同学根据公式认为“密度跟质量成正比，跟体积成反比”，你认为这种说法正确吗？【思路点拨】质量和体积的比值反映了物质的一种特性；只要是用同种物质做成的物体，不论它的质量和体积的大小如何，它们的密度是相同的。不同物质组成的物体，即使形状、体积相同，但它们的密度是不同的。【答案与解析】这显然是不对的，对于同种物质而言，它的密度是一定的，当它质量增大几倍时，体积也相应增大了几倍，质量与体积之比仍保持不变。（由变形式m=ρV可知某物体质量m与它的体积V成正比）【总结升华】正确理解物体的质量、体积和密度的关系。举一反三：【变式】关于物体的质量、体积和密度的关系，下列说法中正确的是（）A、密度大的物体，其质量一定大B、密度小的物体，其体积一定大C、质量相同的物体，其密度一定相同D、质量不同的物体，其密度可能相同【答案】D类型二、固体密度的测量2、在“使用托盘天平和量筒测量小金属块密度”的实验中：（1）把托盘天平放在水平桌面上，将游码移到标尺左端零刻度线处，发现指针偏向分度盘的左侧，此时应该把平衡螺母向（选填“左”或“右”）调节，才能使天平平衡；（2）天平平衡后，把小金属块放在左盘，用镊子向右盘加减砝码，当把砝码盒中最小的砝码放入右盘后，发现指针偏向分度盘的右侧，接下来正确的操作步骤是，直到天平再次平衡，此时测出小金属块质量为g；（3）用细线拴好小金属块，放入盛有适量水的量筒中，结果如图所示，则小金属块的体积为cm3。（4）该小金属块的密度为kg/m3。【答案】右；取出最小的砝码并向右移动游码；78；10；7.8×103。【解析】天平指针向左偏，证明左边质量大，所以应向右调螺母。加上最小的砝码仍然向右偏证明砝码质量太大，只能调节游码。小金属块质量m=50g+20g+5g+3g=78g。小金属块体积V=30ml-20ml=10ml。小金属块密度【总结升华】本题考查天平的使用，量筒的读数，密度的计算，属于基础题，但学生容易出错。举一反三：【变式】小军用天平和量筒测量小石块的密度。他在调节天平时，发现指针偏向分度盘中央刻度线的右侧，如图14甲所示。为使天平横梁水平平衡，他应将平衡螺母向端调。然后用调节好的天平测量小石块的质量，天平平衡时右盘中的砝码质量、游码在标尺上的位置如图14乙所示，用量筒测量小石块的体积如图14丙所示，则小石块的密度是kg/m3。图12mL50401030mL501020302040102345g50g【答案】左2.6×103类型三、液体密度的测量3、小梦同学在用天平和量筒测盐水密度的实验中。(1)他用调好的天平按图中甲、乙、丙的顺序进行实验，根据图中数据可知道，量筒申盐水的质量是g，体积是ml，盐水的密度是kg/m3。(2)在交流讨论的过程申，同组的小雨提出了另一种实验方案，其实验步骤：①用天平测出空量筒的质量；②往量筒中倒入适量的盐水，测出盐水的体积；③用天平测出量筒和盐水的总质量。对上述实验步骤你所持的观点是()A．能测出盐水的密度且步骤合理B．测出盐水的密度偏小，不可取C．易使量筒从天平上倾斜而摔碎，不宜提倡【答案】(1)1111001.l×l03(2)C【解析】（1）测杯和盐水总质量时，砝码总质量100g+50g=150g，游码对应的刻度值是4g，所以杯和盐水总质量154g；测杯和剩余盐水质量时，砝码总质量20g+20g=40g，游码对应的刻度值是3g，所以杯和剩余盐水总质量43g。则量筒中盐水的质量是二者之差，即154g-43g=111g。量筒中液面对应的刻度是100mL。盐水密度为。（2）量筒的形状细高，直接放在天平托盘上很容易掉下来摔碎。【总结升华】（1）天平的读数方法是砝码的总质量加上游码在标尺上对应的刻度值；液体的质量是两次读数之差。（2）不能把量筒作为盛装液体的容器直接放在天平上称质量。举一反三：【变式】如图是某实验小组同学测定一种未知液体密度的三次正确操作情境，请你对照图中情况，完成下表的实验记录。液体和烧杯的总质量/g剩余液体和烧杯质量/g量筒中液体的体积/cm3被测液体的密度/((kg·m-3)【答案】12371401.3×1034、某同学用量筒和天平等器材测量液体密度时，设计了甲乙两种方法：甲先称出空烧杯的质量m1，再向烧杯内倒入适量的液体，称出烧杯和液体的总质量m2，则液体的质量为m=m2-m1，再将烧杯中的液体全部倒入量筒中测出液体的体积V，这样就得到液体的密度；乙先测出烧杯和液体的总质量m1，再向量筒内倒入适量的液体后，称出烧杯和杯内剩余液体的质量m2，则液体的质量m=m1-m2，读出量筒内液体的体积V，就得到液体的密度。你认为最合理的方法是（“甲”、“乙”）．理由：。【思路点拨】两种方法都能顺利测出液体密度的大小，不同之处在于对液体体积测量的顺序安排。考虑到液体在倾倒时会在容器内有残留，必须克服这一问题产生的误差，这样的方法才是更合理的。【答案】乙理由是：甲的方法中，液体不能完全倒入量筒中，液体质量m和体积V不一致，而乙方法中的m、V都是烧杯中倒去的液体的质量和体积，故不受影响。【解析】相比之下乙的办法更合理；主要是因为甲的方法中，液体不能完全倒入量筒中，液体质量m和体积V不一致，而乙方法中的m、V都是烧杯中倒去的液体的质量和体积，故不受影响。【总结升华】在设计实验步骤时，既要考虑实验的可操作性，同时还要尽量减小实验的误差。在本实验中，容器壁上残留的液体会影响测量的结果，这是我们应特别注意的环节。举一反三：【变式】小杰在实验室测量某种液体的密度。小杰先将某种液体倒入量筒，如图甲所示，则液体的体积为____cm3。接着小杰用天平测出空烧杯的质量为40g，然后她将量筒中的液体全部倒入烧杯，用天平测量烧杯和液体的总质量，天平平衡时的情景如图乙所示，则烧杯和液体的总质量为____g。请你根据以上实验数据计算出某种液体的密度为_______kg/m3。此液体密度的测量值和真实值相比可能较________。【答案】20560.8×103小