初中八年级物理上册测量物质的密度提高知识讲解

测量物质的密度（提高）【学习目标】1、学会量筒的使用方法；2、学会测量液体和固体的密度；3、学会利用物理公式间接地测定一个物理量的方法；4、分析和解决实验过程中存在的问题及误差。【要点梳理】要点一、体积的测量1、量筒：量筒是用来液体体积的仪器，如图1所示（1）量筒上的单位一般是mL，1mL=1cm3（2）量筒的使用方法与注意事项①选：选择量程与分度值适当的量筒；②放：把量筒放在水平桌面上；③测：若量筒内的液体内有气泡，可轻轻摇动，让气泡释放出来；④读：读数时视线要与量筒内液面的中部相平，即要与凸液面（如水银）的顶部或凹液面的底部（如水）相平，如图2乙所示。2、测量固体的体积（1）形状规则的固体可以用刻度尺测量相关的数据，再根据体积公式计算出来。（2）形状不规则的固体可以用“排液法”间接地测定①下沉物体（如金属块、小石块等等）的测量方法a、先在量筒内倒入适量水，读出其体积V1；b、将物体用细线拴住轻轻放入水中，并使水全部淹没固体，读出水和固体的总体积V2；c、计算固体的体积V=V2－V1。②漂浮物体（如石蜡、木块等等）的测量方法：沉坠法或针压法沉坠法就是将漂浮的被测物体和能沉入水中的物体用细线拴在一起（物在上重锤在下），先用手提着待测物体上端的细线，将重锤沉入水中（被测物体不能接触到水），读出此时量筒的示数V1；再把被测物体和重锤一起沉入水中，读出此时量筒的示数V2；最后计算固体的体积V=V2－V1。针压法，和下沉物体的测量方法相似，只不过是设法用细针将被测物体压入到水中使其全部浸没。要点二、密度的测量（高清课堂《关于密度试验专题》356740密度的测量（液体）；密度的测量（固体））1、测量的原理：根据可知，用天平测出物体的质量m，用量筒测出物体的体积V，就可以求出它的密度。2、测量方法①固体的密度要点诠释：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。图1图2②液体的密度要点诠释：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。【典型例题】类型一、量筒的使用1、国庆节前，市工商部门对全市的白酒进行专项检查，某种品牌的白酒的酒瓶上标有450mL的字样，而白酒的含量在446～454mL之间为合格，为了一次性测量出一瓶白酒的体积，最好选用下列哪个量筒（）A、量程是100mL，分度值是1mLB、量程是500mL，分度值是1mLC、量程是1000mL，分度值是5mLD、量程是500mL，分度值是5mL【答案】B【解析】在选择测量量筒时，我们应该尽量选择量程更接近被测体积的。又因为被测体积的浮动范围较小，所以为了测量更精确，所选量筒的分度值也应较小。A、量程太小，无法一次性测量白酒的体积，所以不合题意；B、量程最接近，且分度值较小，所以符合题意；C、量程和分度值都较大，测量结果不够精确，所以不合题意；D、量程虽然接近，但分度值太大，测量结果不精确，所以不合题意。【总结升华】根据实际需要选择合适的测量仪器，这是我们应该掌握的基本技能之一。类型二、固体密度的测量2、下面是一位同学在测量金属块密度时的实验步骤记录。A：用天平称出金属块的质量，其结果是m1=79g；B：在量筒内注入适量的水，用天平称出量筒和水的总质量为m2=180g；C：在量筒内注入适量的水，量筒的读数为V1=50.0mL；D：将金属块放入量筒中，用天平称量筒水和金属块的质量为m3=259g；E：将金属块放入量筒中，量筒的读数为V2=60.0mL。上述步骤中，多余的步骤是（填序号），金属块的体积为mL，金属块的密度为kg/m3。步骤中适量的含义是：水最多应为；水最少应为。【思路点拨】用天平称出金属的质量；用排水法测出金属的体积；根据密度公式计算金属的密度。【答案】B、D；10；7.9×103kg/m3；放入物体时不能溢出；能浸没物体。【解析】用量筒测固体密度时，先在量筒内注入适量的水，读出水的体积，再将物体放入量筒中，读出水和物体的总体积，即可计算出物体体积．步骤B、D是多余的，金属块的体积为10ml，金属块的密度为33630.0797.910/1010kgkgmm。【总结升华】本题考查了测量固体密度的方法和步骤。举一反三：【变式】（高清课堂《关于密度试验专题》356740例6）为了测不沉于水的木块的密度，小明准备先用天平测出木块的质量，再用量筒和水测出木块体积，请你跟随他的测量过程，回答问题：（1）在测木块体积时，由于木块不沉于水，小明便用较重的铁块与木块扎在一起，以便测出体积，测量过程如下图中三个量筒所示。（2）根据图中的测量数据可知，木块的质量为_____g，密度为____________kg/m3。【答案】120.6×103类型三、液体密度的测量3、（2015•遂宁中考）小江学习了密度的知识后想动手测量盐水的密度，他把托盘天平放在水平台面上，将标尺上的游码移到零刻度处，发现指针偏向分度盘右边，要将天平调平衡，则应将右端的平衡螺母向（填“左”或“右”）调。天平调平后，他将适量的盐水倒入量筒中，测出其体积为60cm3，然后用天平测出了空烧杯的质量为10g，再将量筒中的盐水倒入烧杯，测量盐水和烧杯的总质量，天平平衡后右盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图所示，则其总质量是g，则他算出该盐水的密度是g/cm3。分析该测量过程，你认为小江测出的盐水密度比真实值（选填“大”或“小”）。【思路点拨】（1）调节天平的平衡螺母使天平的横梁平衡，平衡螺母向上翘的一端移动；（2）物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值，读出量筒中的体积，再利用密度公式可计算出盐水的密度。影响测量结果的主要步骤在于将量筒中的盐水倒入烧杯时，量筒中会有残留，因此，会造成质量的测量结果偏小，这样进一步影响了密度的测量结果。【答案】左；74.2；1.07；小【解析】指针偏向分度盘中线的右侧，说明天平的左端上翘，所以无论是左端还是右端的平衡螺母都向上翘的左端移动。盐水和烧杯的总质量m总=50g+20g+4.2g=74.2g，盐水的质量m=m总-m杯=74.2g-10g=64.2g，该盐水的密度3364.2g1.07g/cm60cmmV，因为将盐水从量筒倒入烧杯时不可以完全倒干净，所以质量的测量结果会偏小，进而影响到密度的结果也会偏小。【总结升华】此实验中考查了天平的调节与读数、量筒的读数、密度公式的运用等，这都是该实验中应掌握的基本知识。同时，为了使测量的结果更精确，应在设计步骤时考虑到尽可能减少误差的产生。举一反三：【变式】（2015•宝应县模拟）以下是某同学测定煤油的密度的一些实验步骤：（1）用天平测出空矿泉水瓶的质量m0；（2）在矿泉水瓶里装满水，用天平测出它们的总质量m1；（3）用矿泉水瓶装满煤油，用天平测出它们的质量m2；（4）用量筒测出矿泉水瓶里所盛煤油的体积V；（5）计算煤油的密度．这些步骤中可省去的是（）A．（1）B．（2）或（4）C．（3）D．都不能省去【答案】B类型四、特殊方法测密度4、（2016•启东市一模）小明同学利用天平、溢水杯、烧杯和适量水测量小石块的密度。（1）在调节横梁平衡时发现指针偏向分度盘的左侧，此时应将平衡螺母向_________（选填“左”或“右”）移动；（2）测量小石块的质量时，右盘砝码分别为20g、10g、5g；横梁标尺上的示数为1.8g，则石块的质量为__________g；（3）把小石块缓慢浸没在装满水的溢水杯中，让溢出的水流入空杯，测得溢出水的质量为8g，则小石块的密度为__________kg/m3；（4）整理器材时，小明发现天平的左盘有一个缺角，则小明所测的密度值__________（选填“偏大”、“偏小”或“仍然准确”）。【思路点拨】（1）用天平称量物质前要通过调节横梁两端的螺母使横梁平衡；指针左偏右调，右偏左调；（2）根据砝码和游码对应的刻度值计算石块的质量；（3）溢出的水的体积等于石块的体积，根据密度公式计算8g水的体积．然后根据密度公式计算石块的密度；（4）左盘有一个缺角，调节平衡螺母时，使天平两盘质量相等，不影响测量结果。【答案】（1）右；（2）36.8；（3）4.6×103；（4）仍然准确【解析】（1）在称量物质前调节天平横梁平衡时，发现指针偏向分度盘的左侧，天平的左端下沉，应将应将平衡螺母向右移动；（2）石块的质量m=20g+10g+5g+1.8g=36.8g，（3）石块的体积V=V排水==8cm3，（4）天平的左盘有一个缺角，调节平衡螺母后，左右两盘质量相等，测量物体质量时，左右两盘质量也相等，不影响测量结果；即小明所测的密度值仍然准确。故答案为：（1）右；（2）36.8；（3）4.6×103；（4）仍然准确。【总结升华】（1）掌握天平的正确使用和注意事项；（2）测量固体密度的实验是初中物理重要的实验，从天平的使用、物体质量的测量、体积的测量、密度的计算等方面进行考查；（3）当缺少量筒时，采用等效代替的方法测量物体的体积是比较常用的方法。举一反三：【变式】有一种装修用的新型材料，外观很像大理石。现给你托盘天平(含砝码)、一小块材料样品、溢水杯、烧杯、水、细线，请你测出它的密度。(1)实验步骤：①将天平放在水平台上，调节横梁平衡；②用天平测样品的质量如图甲、乙所示，样品的质量为________g；③再用天平测出________，并将溢水杯装满水；④用细线系好样品，________________________。(2)样品密度的表达式是________________________。【答案】(1)②16③空烧杯的质量m1④将样品浸没到溢水杯中，溢出的水溢到烧杯中，用天平测出烧杯和溢出水的总质量m2(2)3211610kgmm样品水【解析】计算天平左盘的物体的质量时，要注意加上游码所对的刻度值；溢出水的体积等于样品的体积。