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第六章 质量与密度

发布时间:2014-01-06 13:35:24  

第六章 质量与密度

一、质量

1、质量

(1)概念:物体内所含物质的多少叫质量,符号:m

(2)意义:质量是物体本身的属性,它不随物体的位置、形状及状态的改变而改变。

(3)单位:国际单位制中,质量的单位是千克,符号kg。常用的还有吨(t)、克(g)、毫克(mg)

换算关系:1t=1000kg; 1kg=1000g; 1g=1000mg

2、质量的测量(天平的使用)

(1)测量工具:生活中常用杆秤、案秤、电子称、台秤等;实验室常用托盘天平测物体的质量。

(2)托盘天平

(3)天平的使用方法:

使用之前,要认清天平的测量范围,避免超出这个范围,损坏天平,要看清标尺的分度值。 使用时,要注意以下六项:

①放:八天平放在水平台上

②移:把游码移至标尺左端零刻线处

③调:调节横梁右端平衡螺母,使指针在分度盘中线处

④测:物体放在左盘,按照由大到小的顺序,用镊子往右盘加减砝码和移动标尺上的游码,至指针又指在分度盘中线处

⑤读:左盘物体质量等于右盘砝码质量加游码对应的刻度值。即m物=m码+m游

⑥收:实验完毕,应整理好器材

天平的使用口诀:水平放稳,游码归零,右偏左调,左偏右调,左右一样,天平平衡;称量时,左物右码;加法码时,先大后小,再调游码;读数时,砝码加游码。

二、密度

1、物质的质量与体积的关系

(1)同种物质的质量与体积的比值是恒定的

(2)不同的物质,质量与体积的比值一般不同

2、密度

(1)概念:在物理学中,单位体积某种物质的质量叫做这种物质的密度。

(2)公式:??m V

33(3)单位:千克每立方米(kg/m)——国际单位,还有克每立方厘米g/cm。

换算关系:1g/cm?10kg/m

1 333

三、测量物质的密度

1、量筒的使用方法

(1)使用量筒测量液体的体积或不规则形状固体的体积之前,要先观察量筒的标度、最大测量值和分度值。实验室常用的量筒的最大测量值有:50mL、100mL、500mL、1000mL等。

(2)用量筒测量液体的体积,读数时视线要与凹液面最低处相平。

(3)用量筒测量形状不规则的固体的形状是利用等效代替的方法,即固体的体积等于它浸没在液体中排开液体的体积。

2、使用量筒测量液体或固体的体积

(1)是用量筒测液体的体积

注意事项:①将液体倒入量筒时应谨慎,不要使液体洒漏;②正确读出液体的体积值。其中正确的读数是关键。

(2)用量筒测固体的体积

不规则的固体(不吸水,密度大于水的密度)一般用排水法:先往量筒中倒入适量的水,读出其体积V1,然后用细绳拴住固体,将它放入量筒的水中,读出这时的体积V2,则被测固体的体积V=V2-V1

3、用天平和量筒测量液体的密度 根据公式??m,要测得密度,可先用天平测的一定量液体的质量,用量筒测得这部分液V

体的体积,从而计算出液体的密度。

4、测量固体(石块)的密度 实验原理:??m V

实验器材:天平(含砝码)、量筒、细线、石块、水、烧杯。

实验设计:(1)用天平测出石块的质量m,填入表格;

(2)在量筒内注入适量的水,记下水的体积V1,再用细线将石块系住,由量筒口慢慢将石块浸没在量筒的水中,记下石块和水的体积V2,填入表格;

(3)根据公式计算石块的密度?

实验论证:石块的体积V=V2-V1,所以石块的密度??mm? VV2?V1

假设猜想:为了减小实验误差,要先测石块的质量,后测石块的体积。如果先测体积石块会因沾有水(或有水渗入石块)而使其质量变大,从而使测得的密度值偏大。

(4)测量固体密度的实验步骤:

①用天平测出固体的质量,记作m。

②往量筒中加入适量的水,记下量筒中水的示数V1。

③用细绳拴住被测固体,让其全部浸入水中(注意:有的物体不能完全浸入水中,可以用细铁丝将它压到水中),记下此时量筒中水的示数V2。

2

四、密度与社会生活

1、密度与温度的关系

(1)一般物体在温度升高时密度变小,温度降低时密度变大。 ①规律:由于一般物体具有热胀冷缩的性质,而温度变化时质量不变,根据公式??知,温度升高→V变大→?变小。反之温度降低→V变小→?变大。 m可V

②应用:风是由于空气的流动而形成的。当空气受热或遇冷时,密度发生了变化,引起周围空气的流动而形成了风。如受热多的地区温度高,空气因膨胀密度变小而上升,则该地方的气体变稀薄,周围的冷空气(相对)过来补充,这就形成了风。

(2)特例:水的反常膨胀,高于4℃的水→热胀冷缩,0~4℃

的水→热缩冷胀。

①当水凝固成冰时,密度变小。

②由于水的反常膨胀现象,4℃的水温度升高或降低其密度都要

减小,;因此,4℃的水密度最大。我国北方的冬天,河水结冰

时,河水的温度分布情况如图所示。

2、密度与物质鉴别

(1)鉴别物质:不懂物质的密度一般是不同的,我们可以根据

这一点来鉴别物质。

①密度是物质的一种特性,同种物质,特别是固体和液体的密度在一定条件下一般是不变的,而不同物质的密度一般是不同的,所以我们可以利用密度来鉴别物质。

②鉴别方法:先测出被鉴别的物质的密度,再通过查密度表确定它属于哪种物质。由于只通过密度鉴别物质并不完全可靠,因此要想知道一个物体到底是由什么物质组成的,还要根据其他一些特性(如颜色、气味、硬度、透明度、可燃性等)来判断,有的甚至还要结合化学方法才能判断出来。、

(2)判断真伪:利用密度可以判断一个物质的真伪。方法:先测量出被判断的物质的密度,然后对照密度表,若理论值与测量值吻合,则该物质可能是真的,否则,该物质一定是假的。

【例题解析】

【例1】传说从一棵苹果树上坠落的苹果激发牛顿发现了万有引力定律。2010年5月14日,英国皇家学会托人把这棵苹果树的一截长10cm的树枝送入太空。与在地面时相比,发生显著变化的是树枝的( )

A.长度 B.质量 C.密度 D.重力

【例2】有一块火山石可以漂浮在水中,小王用天平,量筒和水等器材测量这块火山石的密度。实验步骤如下:

①用天平测出石块的质量m,天平示数如图;

3

②向量筒中倒入V1=60mL的水;

③用细绳系住石块,放入量筒中,用细铁丝将其压入水中足够长时间,水面到达V2=65mL处;

④取出石块,水面降到了V3=58mL处; ⑤小王认为石块体积的测量不够准确,石块的体积应该包含材质和其中空隙部分的体积,于是又向量筒中加水到60mL处,将刚才取出的石块表面吸附的水清除后,再次没入量筒的水中,此时水面到达V4=66mL 请回答下面问题:

(1)该实验的原理为_________________(用物理量符号表示)。 (2)在步骤④中,水面未回到60mL处的原因是____________________________________。 (3)请你根据小王的实验思路,将有关数据及计算结果填入以下表格的空白处。

(4)观察表格的设计,请你之处其中存在的两处不足(相同类型的不足点只写一条) ①__________________________________;②______________________________________ 【例3】小红为了测量盐水的密度,进行了如下实验:进行了如下实验:

(1)将天平放在水平台面上,将游码移到标尺的零刻度线处。横梁静止时,指针指在分度盘中央刻度线的左侧,如图甲所示,为使横梁在水平位置平衡,应将横梁右端的平衡螺母向___________端移动。

(2)将盛有适量盐水的杯子放在调节好的天平左盘内,测出杯子和盐水的总质量为125g.然后将杯中盐水的一部分倒入量筒中,如图乙所示,则量筒中盐水的体积为_____cm3. (3)再将盛有剩余盐水的杯子放在天平左盘内,改变砝码的个数与游码的位置,使天平横梁再次在水平位置平衡,此时有盘中砝码质量和游码在标尺上的位置如图丙所示,将杯子及杯内剩余盐水的总质量为________g.

(4)根据上述实验数据计算盐水的密度为______ kg/m3.

【例4】2010年种粮大户田乐农大叔家的小麦喜获丰收,饱满的小麦堆满了粮仓。田大叔家的粮仓容积为120m3,田大叔让小强帮他估算一下粮仓小麦的质量,于是小强便带上小麦样品到学校进行了如下实验及运算:

a.将托盘天平放在水平桌面上,游码放在标尺的________处。调节横梁平衡时,发现天平的指针偏向分度盘的右侧,此时应将平衡螺母向______调(填“左”或“右”),直到天平平衡。 b.将适量的小麦样品放在左盘,在右盘中加减砝码,并调节标尺上的游码,直到横梁又回到

4

平衡,如图甲所示,则小麦样品的质量是________g.

c 将左盘中的小麦倒入量筒内并摇平实,如图乙所示,则量筒内小麦的体积为________cm3,小麦的密度是_________kg/m3.

d 田大叔家粮仓内小麦的质量是________kg.

【例5】江西省富“硒”的矿泉水资源非常丰富。如果要将其开发为瓶装矿泉水,且每瓶净装550g,则:

(1)每个矿泉水瓶的容积至少要多少mL?

(2)若用该矿泉水瓶来装家庭常用的酱油,装满后至少能装多少mL的酱油?

(?矿泉水?1.0?10kg/m,?酱油?1.1?10kg/m)

3333

【课堂巩固】

1. 以下微观粒子按空间尺度由大到小排序正确的是( )

A.质子 原子核 原子 B.原子 原子核 质子

C.原子核 质子 原子 D.原子 质子 原子核

2.一块铁块的质量会发生变化的情况是( )

A.将它熔化成铁水 B. 从地球运到月球

C.把它轧成薄铁片 D.磨掉铁块一个角

3.下列对质量和长度的估算中,最接近实际的是( )

A.一个鸡蛋的质量约为600g B.一位中学生的身高约为1.60m

C.一块橡皮的质量约为1kg D.一支新2B铅笔的长度约为20mm

4.下列是小明使用天平的几点做法,其中正确的是( )

5

5. 用托盘天平测物体质量前,调节横梁平衡时,发现指针在分度盘中线的左侧,这时应该( )

A.将游码向左移动 B.将右端平衡螺母向左旋进一些

C.将游码向右移动 D.将右端平衡螺母向右旋出一些

6. 下列图象中,能正确反映同种物质的质量和体积关系的是( )

7.同学们估测教室空气的质量,所得下列结果中最为合理的是(空气密度约为1.29kg?m-3)( )

A.2.5kg B.25kg C.250kg D.2500kg

8.关于密度,下列说法正确的是( )

A.密度与物体的质量成正比,与物体的体枳成反比

B.密度是物质的特性,与物体的质量和体积无关

C.密度与物体所处的状态无关

D.密度与物体的温度无关

9.一个瓶子能盛1kg水,可用该瓶子盛1kg的下列哪种液体?(已知ρ水银>ρ水>ρ植物油>ρ酒精 >ρ汽油)( )

D.水银 A.酒精 B.汽油 C.植物油

主要原因是( ) 10.冬天,常看到室外的自来水管包了一层保温材料,是为了防止水管冻裂,水管被冻裂的

A.水管里的水结成冰后,体积变大 B.水管里的水结成冰后,质量变大 C.水管里的水结成冰后,密度变大 D.水管本身耐寒冷程度不够而破裂

11.分别由不同物质a、b、c 组成的三个实心体,它们的体积和质量的关系如图所示,由图可知下列说法正确的是( )

A.a物质的密度最大

B.b物质的密度是1.0×103kg/m3

C.c物质的密度是a的两倍

D.c的密度与它们的质量、体积有关

=1.0g/cm3,ρ酒精=0.8g/cm3)( ) 12.—个瓶子装满水时的总质量是400g,装满酒精时的总质量是350g。则瓶子的容积是(ρ水

A.400 cm3 B. 250 cm3 C. 350 cm3 D. 200 cm3

13.小明同学阅读了下表后,归纳了一些结论,其中正确的是( )

6

A. 不同物质的密度一定不同

B. 固体物质的密度一定比液体物质大

C. 同种物质的密度一定相同

D. 质量相同的实心铜块和铝块,铜块的体积较小

二.填空题(每空1分,共30分)

14.1cm3的冰熔化成水后,质量将______,体积将______.(两空均选填“变大”、“变小”、“不变”)

33315.在密度单位中,lg/cm=_________kg/m.测得一只苹果的质量为171g、体积为l80cm,

3则苹果的密度为_________kg/m。

16.我国名酒五粮液素有“三杯下肚浑身爽,一滴沾唇满口香”的赞誉,曾经获得世博会两届金奖。有一种精品五粮液,它的包装盒上标明容量500mL。(ρ酒=0.9×103kg/m3),则它装满酒的质量为________kg;如果用此瓶装满水,则总质量比装满酒时多_____g。

17.小桅同学在实验室里将一金属块放在酒精灯上加热了一段时间,此时金属块的密度将_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。

18.事实表明,0~4℃的水“热缩冷涨”,高于4℃的水“热涨冷缩”,由此可知4℃水的_________最大,所以封冻河面下较深河底的水温保持4℃.冰层下接触冰的水的温度是________℃.

19.某同学利用天平测物体的质量。测量前,他将天平放在水平桌面上,此时指针和游码位置如图6-1-4所示。为了调节天平横梁平衡,正确的操作步骤是:

(1) _____________________________;(2) ______________________________________.

20.如图所示,一个瓶子里有不多的水,乌鸦喝不到水,聪明的乌鸦就衔了很多的小石块填到瓶子里,水面上升了,乌鸦喝到了水。若瓶子的容积为450mL,内有0.2kg的水,乌鸦投入其中的石块的体积是_______,石块的质量是_________。(石块密 度为2.6×103kg/m3)

19题 20题 21题

21.甲、乙两种物质的质量与体积的关系图像如图6-2-5所示,由图可知,其中密度较大的是______。(填“甲”或“乙”), 甲的密度是_________g/cm3。

三.实验题(22题9分,23题7分,共16分)

22.小永同学为了测量永春老醋的密度,进行以下实验: 如图甲所示

(1)把天平放在_______,将游码移至零刻度处,然后调节_______,使天平横梁平衡。

7

(2)接下来进行以下3项操作:

A.用天平测量烧杯和剩余老醋的总质量m1;

B.将待测老醋倒入烧杯中,用天平测出烧杯和老醋的总质量m2;

C.将烧杯中老醋的一部分倒入量筒,测出这部分老醋的体积V;

以上操作的正确顺序是:_______________(填字母代号)。

(3)由图乙可知老醋的体积为_______㎝3,老醋的密度是_______g/㎝3 =_______㎏/m3。

23.小军利用天平、水和烧杯来测量一不规则小石块的密度,请将他的实验步骤补充完整。

(1)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,调节天平的_____使天平平衡。

(2)用天平测量小石块的质量,右盘中的砝码和标尺上的游码如图甲所示,则小石块的质量为_______g。

(3)如图乙所示:

a.往烧杯中加入适量的水,把小石块浸没,在水面到达的位置上作标记;

b.取出小石块,测得烧杯和水的总质量为153g;

c.往烧杯中加水,直到标记处,再测出此时烧杯和水的总质量为183g;

d.计算出小石块的体积为________cm3。

(4)用密度公式计算出小石块的密度为________ g/cm3。

四.计算题(24题6分,25题9分,共15分)

24.纯牛奶的密度为(1.1~1.2)×10kg/m,李明很想知道学校每天营养餐中的牛奶是不是纯牛奶.他和几个同学根据所学密度知识进行了如下测定:首先用天平称出一盒牛奶的质量是250g,喝完再称得空盒质量是26g,然后认真观察牛奶盒,发现牛奶的净含量是200ml.问:经他们检测计算同学们喝的牛奶是否符合纯牛奶标准?

25.有一质量为5.4千克的铝球,体积是3000厘米3,试求这个铝球是实心还是空心?如果是空心,则空心部分体积多大?如果给空心部分灌满水,则球的总质量是多大?

(?铝=2.7×103千克/米3)

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