内容正文:
专项三 力学
重难点08 质量和密度
【知识梳理】
1.质量(m):物体中所含物质的多少。国际单位:千克(kg)。其它单位:1t=1000kg;1kg=1000g;1g=1000mg。质量是物质的一种属性,不随物体的形状、状态、地理位置、温度等的改变而改变。
2.质量的测量:工具—托盘天平的使用。使用方法—放:把天平放在水平台面上,游码拨到标尺的0刻度线处;调节横梁平衡:调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中间(或者左右摆动幅度一样)即标志着横梁平衡,螺母调节的方向与指针偏转的方向相反;调节称量平衡:物体放在天平的左盘,向右盘加减砝码,或者向右拨动游码,天平再次恢复平衡即可(向右拨动游码,相当于向右盘加小砝码);读数:砝码质量与游码在标尺上对应的示数之和即为物体的质量。
3.密度(ρ):物体的质量和体积的比值。定义公式:ρ= 。国际单位:kg/m3。常用单位:g/cm3。关系:1 g/cm3=1000 kg/m3。ρ水=1.0×103 kg/m3的意思是:体积为1m3的水的质量是1.0×103 kg。密度是物质的一种特性,可以利用密度鉴别物质的种类、估测矿山的质量等。
4.密度的测量。
(1)不溶于水的不规则固体物的密度测量:①用天平测出固体的质量m;②在量筒内装入体积为v1的水;③将物体放入装水的量筒中,让水淹没,读出体积v2(若果物体浮在液面,可以使用较纤细的物体压入);④用公式ρ计算出物体的密度。
(2)液体密度的测量(质量差法):①用天平测出烧杯和液体的总质量m1;②将一部液体倒入量筒中,测出液体的体积v;③用天平测出烧杯和剩余液体的总质量m2;④用公式ρ
计算出液体的密度。
根据ρ=分析测量误差偏大或者偏小:若果质量测量准确,体积偏小,则测出的密度值偏大;若体积测量准确,质量偏大,则测出的密度值偏大;反之,偏小。
【易混淆点】
1.调节托盘天平平衡时,在调节横梁平衡时,需调节平衡螺母;但是在调节称量平衡时,不能再调节平衡螺母,只能通过加减砝码和拨动游码来实现。
2.“g/cm3”是比“kg/m3”大的密度单位。
3.气体的密度以“kg/m3”为单位时,数据中没有“×103”。
4.用托盘天平测量质量读数时,要读游码左侧的刻度值,还要注意它的分度值,很多时候不是0.1g,而是0.2g。
5.读标尺上的示数时以游码的左侧示数为准;若果物体和砝码放反了,读数时砝码质量减去标尺上对应示数即可;不可以用手拿砝码;不可超过量程。
【典例分析】
【例1】(2020宜昌4)一般来说物质遵从热胀冷缩的规律,当物体发生“热胀”时,以下说法正确的是( )
A. 物体体积变小
B. 物体密度变小
C. 物体质量变大
D. 物体没有任何变化
【答案】B
【分析】一般来说物质遵从热胀冷缩的规律,当物体发生“热胀”时,质量随温度和体积的改变而改变,但是物体体积变大,从而密度变小,B正确。选B。
【思路小结】质量不随物态、温度、位置、现状的改变而改变。但是物体的体积是可能改变的,比如热胀冷缩,所以在不同的情况下,物体的密度是可变的。但是物质的密度不随质量的改变而改变。注意它们之间的变化关系,充分运用密度定义公式ρ=m/v分析问题。
【例2】(2020苏州16)用天平测量一石块的质量,天平平衡时所用砝码及游码如图甲所示,则石块的质量为 g。将该石块放入盛有30mL水的量筒中,液面位置如图乙所示,图中读数时视线正确的是 (a/b/c)。石块的密度是 kg/m3。
【答案】29.2 b 2.92×103
【解析】游码标尺的分度值为0.2g,所测石块的质量m=20g+5g+4.2g=29.2g。量筒读数时,视线要与液柱的凹面相同,b的读数方法正确。量筒的分度值为1mL,石块与水的总体积为40mL,量筒内装有30mL水,石块的体积为:V=40mL﹣30mL=10mL=10cm3,石块的密度:ρ= = =2.92g/cm3=2.92×103kg/m3。
【思路小结】用天平测量物体,读游码的值时,一定要读游码的左侧刻度值!读取量筒的值时,视线要与液面的最低处或最高处相平。计算密度时注意单位的一致性,当质量为g时,体积单位用cm3;当质量为kg时,体积单位用m3比较好计算。
【例3】如图是量筒倒入液体后,量筒和液体总质量和液体体积的关系图象,根据图象可知量筒的质量是 g,液体的密度是 g/cm3。
【答案】40 1
【分析】观察图像的起点(0cm3,40g),含义是当液体体积为0cm3时,此时液体质量为0,总质量为40g,所以量筒的质量为40g。再取一点(20cm3,60g),这里v液=20cm3,60g包含液体和量筒的质量,所以液体质量为60g-40g=20g,用公式ρ