第五章 质量与密度（单元知识清单）-【上好课】八年级物理全一册同步高效课堂（沪科版）

第五章 质量与密度（知识清单） 第一节 质量 一、质量的含义 1. 质量的概念：物理学中，把物体所含 的多少叫做物体的质量，通常用字母m表示。 2. 质量是物体的一个基本属性 对于一个确定的物体来说，质量与物体的 、 、所处的空间 无关，所以说质量是物体的一个基本属性。 3. 在相对论中质量的意义 在爱因斯坦的相对论体系中，质量会随物体速度的变化而变化，当物体速度接近光速时，其质量会变得很 。 二、质量的单位 1. 质量的单位 国际单位制： ，用符号kg表示。 常用单位： （t）、 （g）、 （mg）。 单位换算：1 t =103kg 1 kg=103g 1 g=103mg 2. 物体质量的数量级 按照从小到大的顺序排列（单位是kg）： 电子：9.1×10-31；中子（质子）：10-27⁓10-28；分子：10-26；细菌：10-11；邮票：10-5；人：101；远洋轮船：107；月球：7.36×1022；地球：5.98×1024；太阳：1.99×1030；银河系：1041；宇宙：1053。 第二节 测量：物体的质量 一、测量质量的工具 1. 托盘天平 （1）托盘天平的构造 托盘天平一般由底座、托盘、称量标尺（常称标尺）、平衡螺母、指针、分度盘、游码和横梁等部分组成，如图所示。 （2）托盘天平的称量与感量 ①称量：天平一次能测出的 为该天平的称量。如果被测物体的质量超过天平的称量，就测不出准确的质量，还会损坏天平。如图所示，该天平“称量”是 g。 ②感量：天平能测出的 为该天平的感量，由称量标尺的分度值决定。如图所示，该天平“感量”是 g。 2. 托盘天平的正确使用 使用天平称量物体的质量时，按“一放、二拨、三调、四称、五读、六整”的顺序进行。 （1）放：把天平放在工作台上，将天平底座调至 。 （2）拨：用镊子把游码拨到称量标尺左端的 处。 （3）调：调节横梁两端的 ，使指针尖对准分度标尺的 线。 （4）称：先估计物体的质量；把物体放在左盘，用镊子按“先 后 ”的顺序依次在右盘中试加砝码，并移动游码，使指针对准分度标尺的 线。 （5）读：此时砝码质量与称量标尺上的示数值（游码 边所对应的示数）之和，即为所称量物品的质量。 （6）整：把物体取下，用镊子把砝码放回砝码盒内，把游码拨回零刻度线处。 3. 使用天平的注意事项 （1）每架天平都有自己的“称量”和“感量”。被测物体的质量超过天平的“称量”会损坏天平；小于物体的“感量”，将无法测出质量。 （2）已调好的天平，当位置移动后应重新调节横梁平衡。 （3）向右盘中加减砝码时，要用 ，不能用手接触砝码，不能把砝码弄湿、弄脏； （4）保持天平干燥、清洁，潮湿的物体和化学药品不能直接放到天平的托盘中，应使用烧杯或者白纸间接称量。 4. 测量质量的其它工具 在生产、生活和科学研究中，人们还用其他工具来测量质量。 秤、案秤、台秤是生产生活中测量质量的常用工具，具有便于操作、结构简单、结实耐用等优点。 是生产、科学研究中测量质量的常用工具，具有测量精度高等优点。 二、实验：用托盘天平测量物体的质量 【实验目的】 1. 用天平测量固体和液体的质量。 2. 练习使用托盘天平。 【实验器材】托盘天平、配套砝码、小石块、水、烧杯。 【实验原理与设计】 用天平测量液体的质量时，先用天平测出 的质量，然后把待测液体倒入烧杯中，再测出烧杯和液体的总质量，最后计算出待测液体的质量。 【实验步骤】 1. 按照托盘天平使用说明放置并调节好天平。 2. 测量小石块的质量m石。估测确定小石块的质量小于天平 ，然后将小石块放入天平左盘，根据对小石块估测的质量，从大到小选择适当的砝码放入右盘，调节 ，测得小石块质量。重复测量多次，把得到的数据记录在表中。 小石块和水的质量测量数据记录表 实验次数 小石块的 质量m石/kg 空烧杯的 质量m1/kg 烧杯和水的 总质量m2/kg 水的质量 m水/kg 第1次 第2次 第3次 平均值 3. 测量一定体积的水的质量m水。 先用天平测量空烧杯的质量m1，重复测量多次，把得到的数据记录在表中；然后把一定体积的水倒入烧杯中，再测量烧杯和水的总质量m2，重复测量多次，把得到的数据记录在表中（表格见上）。 水的质量为m水= 。 4. 利用累积法测量微小物体的质量 累积法是一种特殊的测量方法，用于测量微小物体的质量，如测一个大头针、一个图钉、一张邮票的质量等。如图所示，这种方法是先测出几十甚至上百个相同物体的质量m，再除以个数n，则一个物体的质量是m1= 。 第三节 密度 一、探究不同物质的质量与体积之比 【猜想】 猜一猜：如图所示的两杯水，体积相同，一杯为纯水，另一杯为盐水，猜猜哪杯水的质量大？ 试一试：如图所示，将两杯相同体积的纯水和盐水分别放置在天平的左、右盘上，观察天平横梁向哪边倾斜。 想一想：若这两杯“水”体积不同，质量不同，不通过品尝还能如何鉴别?同种物质的体积增大，其质量会相应增大，但质量与体积之比是否改变?能否通过物体的质量与其体积之比进行区别? 【设计实验】 选取大小不同的若干长方体（或立方体）铁块和铝块，分别用天平测量出它们的质量，并用刻度尺测量出它们的边长后计算出体积，然后分别计算不同铁块的 与 的比值，对数据进行分析归纳结论。 或画出m-V图像进行分析：对每种物质以体积V为横坐标，以质量m为纵坐标，在坐标纸上描点，最后把这些点连起来，进而分析归纳图像的特点。 【进行实验与收集证据】 （1）先将天平放在水平工作台上调节平衡； （2）取大小不同的三块长方体铁块，分别用天平测量出它们的质量，记录在实验表格内； （3）用刻度尺分别测量出每块铁块的长、宽、高后计算出各自的体积，记录在实验表格内； （4）分别计算出铁块的质量与其体积的比值，记录在实验表格内； （5）取与铁块大小相同的三块铝块，重复上述操作。 【数据记录】 研究对象 质量/g 体积/cm3 质量/体积（g·cm-3） 铁块1 79 10 7.9 铁块2 158 20 7.9 铁块3 237 30 7.9 铝块1 27 10 2.7 铝块3 54 20 2.7 铝块3 81 30 2.7 【数据分析】 方法一：由表中数据可以得出，铁块（铝块）的质量与其体积成 比，其比值是一定的；铁块的质量与其体积的比值与铝块的质量与其体积的比值是 的（选填“相同”或“不同”）。 方法二：以体积V为横坐标，以质量m为纵坐标，在坐标纸上描点、连线，如图所示。由图像可知，物体的m-V图像是一条 的直线，表明铁块（铝块）的质量与其体积成 比。 【实验结论】 物体的体积增大几倍，其质量也增大几倍，即同种物质组成的物体的质量与其体积成 。不同物质组成的物体的质量与其体积的比值一般 （选填“相同”或“不同”）。 【评估与交流】 （1）为便于比较，实验中最好选用体积相同的铁块和铝块。 （2）在实验中，天平调节平衡后就不能再调节平衡螺母。 （3）描点作图时，由于体积为0时，质量也为0，因此根据m=0和V=0，也可以作出一个点。 （4）实验中需要多次测量的目的：避免实验的偶然性，从而使实验结论更具有 性。 二、密度 分析上述实验结论：同种物质的质量与体积成正比，即同种物质的质量与体积的比值是一个确定的值。对于不同物质，这个比值一般不同，说明这个比值反映的是物质的某种特性。在物理学中，用密度表示物质的这种特性。 1. 密度的定义 由某种物质组成的物体的质量与其体积之 叫做这种物质的密度。通常用ρ表示。 2. 密度的公式 变形公式 m= V= 3. 密度的单位 （1）基本单位： （kg/m3） 质量单位用kg、体积单位用m3时，则密度的单位是kg/m3. （2）常用单位： （g/cm3） 质量单位用g、体积单位用cm3时，密度的单位是g/cm3. （3）单位换算： 1g/cm3= kg/m3 4. 对密度公式 的理解 （1）密度是物质的一种 ，同种物质在一定状态下，密度是一个定值，与质量、体积 关。不能认为与质量成正比，与体积成反比。 （2）同种物质组成的物体，其质量与体积成正比。即 （3）不同物质组成的物体，在体积相同时，其质量与密度成正比。即 （4）不同物质组成的物体，在质量相同时，其体积与密度成反比。即 5. 对密度是物质的特性的理解 （1）每种物质都有它确定的密度，同种物质，密度是不变的，与物体的质量、体积、形状、运动状态等无关。 （2）密度与物质的种类有关，不同物质的密度一般是 的（选填“相同”或“不同”）。 （3）密度与物质的温度和状态有关。 ①同种物质的密度受温度变化的影响。物质在温度变化时，体积发生改变（如热胀冷缩），而质量不变，因此物质的密度会改变。 ②物质发生物态变化时，质量不变，但体积会变化，所以密度也随之变化。例如水结冰后，密度变小（0.9g/cm3）。 6. 常见物质的密度 （1）一些固体的密度（常温 常压） 物质 密度/（kg·m-3 ） 物质 密度/（kg·m-3 ） 铂 22.5×103 花岗岩 （2.6～2.8）×103 金 19.3×103 玻璃 （2.4～2.8）×103 铅 11.3×103 混凝土 2.2×103 银 10.5×103 砖 （1.4～2.2）×103 铜 8.9×103 冰 0.9×103 钢、铁 7.9×103 石蜡 0.9×103 铝 2.7×103 干松木 0.5×103 （2）一些液体的密度（常温 常压） 物质 密度/（kg·m-3 ） 物质 密度/（kg·m-3 ） 水银 13.6×103 柴油 0.85×103 硫酸 1.8×103 煤油 0.8×103 海水 1.03×103 酒精 0.8×103 纯水 1.0×103 汽油 0.71×103 （3）一些气体的密度（0℃，1个标准大气压） 物质 密度/（kg·m-3 ） 物质 密度/（kg·m-3 ） 二氧化碳 1.98 一氧化碳 1.25 氧 1.43 水蒸气（100℃时） 0.6 空气 1.29 氦 0.18 氮 1.25 氢 0.09 4. 由密度表可得出如下结论 （1）物质的密度值都是有条件的。如“常温 常压”“0℃，标准大气压” 等，若这些条件改变，密度也会有所变化。 （2）通常情况下，不同物质的密度是不同的。大部分固体的密度较大，液体的密度次之，气体的密度最小。但也有例外，如水银的密度为13.6×103kg/m3，比许多固体的密度都大，油类的密度一般比水的密度小；氢气是密度最小的气体等。 （3）密度相同的不一定是同种物质。如常温常压下冰和蜡的密度相同，煤油和酒精的密度相同。 （4）记住几个常用密度值。如水的密度为 kg/m3，冰的密度为 kg/m3，酒精的密度为 kg/m3，空气的密度为 kg/m3等。 三、密度知识的运用 1. 鉴别物质 （1）根据ρ= 算出物质的密度； （2）将算出的密度与密度表中各物质的密度相比较。 注意：用密度鉴别物质，这种鉴别方法不是绝对可靠的。因为不同物质的密度可以是相同的，例如酒精和煤油的密度都是0.8×103kg/m3。在知道密度的基础上，通过对两者气味的比较，可以鉴别酒精和煤油。要准确的鉴别物质，既要看密度，还要看颜色、气味、硬度等。 2. 估测物体的质量 有一些物体的质量比较大，不便于直接称量，我们可以根据密度知识通过计算得到。 方法是： 查出组成该物体的物质的密度ρ，测出体积V；根据m= 求出质量。 3. 估测物体的体积 对于不便于直接测量体积的物体或者不易于测量体积的物体，只要知道这个物体是由什么物质组成的，就可通过密度表查出这种物质的密度，再想办法测出它的质量，根据公式V=m/ρ就能算出它的体积。 方法是：查出组成该物体的物质的密度ρ，测出其质量m；根据V= 可算出物体的体积V。 4. 密度在社会生活中的一些应用 （1）商业中鉴别牛奶的质量、酒的品质。例如，标准牛奶的密度是1015～1040 kg/m3 ±0.3 kg/m3，大于水的密度，若测出牛奶的密度不在规定的标准范围，表明不合格。 （2）测量密度，确定矿藏种类 勘探队员在野外勘探时，通过采集的样品的密度等信息，可以确定矿藏的种类及经济价值。 （3）根据密度，鉴别产品优劣 例如用盐水选种，把种子放到盐水里，饱满的种子因为密度 而沉到盐水底。瘪壳和杂草的种子因为密度 而浮在盐水表面（均选填“大”或“小”）。 （4）根据密度大小选择合适的材料 根据m=ρV可知，在体积相同时，密度越小，质量越小，密度越大，质量越大。 ①航空器材中，常采用高强度、低密度的合金或新型合金材料，减小自身的 。 ②机器底座的作用是为了增加稳度，压路机的滚筒是对路面的压力大。这些情况下，要求它们的质量大一些，所以人们就常常选用坚固、密度 的材料来制作。 ③拍摄影视剧中房屋倒塌砸伤人的特技镜头时，要求道具的质量要小，人们常选用密度很 的泡沫塑料做道具。 第四节 测量：固体和液体的密度 一、量筒和量杯 1. 量筒和量杯的用途 量筒 量杯 量筒和量杯是用来测量 体积的工具，也可以利用排开液体的体积测量形状不规则的 的体积。如图所示，量筒上下粗细一样，量筒壁上的刻度线图分布均匀；量杯上粗下细，量杯上的刻度线分布不均匀，下疏上密。 2. 量筒和量杯上的标度 观察量筒的标度单位、最大测量值和分度值。 （1）单位：量筒上的标度单位是 （mL）。 1毫升（mL）=1 （cm3） 1升（L）=1分米3（dm3） （2）最大测量值（也叫量程）：最上面的刻度线指示的数值即为量程，该量筒是 mL。 （3）分度值：量筒上相邻两条刻度线之间的体积为量筒的分度值。该量筒的分度值是 mL。 3. 量筒和量杯的使用方法 （1）选：在测量前应根据被测物体的体积（一次性完成测量比较好）和测量精度的要求来选择合适的量筒，使用前首先要观察量筒的单位标度、量程和分度值。 （2）放：使用量筒测量体积时应将量筒放在 上。量筒内的液面大多数是凹液面（如水、煤油等形成的液面），也有的液面是凸液面（如水银面）。 （3）读：读数时，视线一定要与液体 液面的底部或凸液面的顶部保持相平，如图甲所示。俯视或仰视的读数均不准确。若俯视，读数会偏 ，如图乙所示。若仰视，读数会偏 ，如图丙所示。 4. 用量筒测量小石块体积的方法（排水法） （1）将适量的水倒入量筒内，读出水的体积V1（图甲）； （2）将待测小石块用细线拴住，轻轻地浸没于量筒内的水中； （3）读出水面上升后的总体积V2（图乙）； （4）计算被测石块的体积：V＝ 。 “适量”意思是指：水量不能过多，以免放入物体后有水溢出；水要浸没物体。 5. 用“助沉法”测量在水中不能下沉的物体体积的方法 （1）方法一： ①如图甲所示，用细线将小铁块和石蜡拴住（蜡块上，铁块下），先将小铁块浸没量筒水中，读出液面对应刻度V1； ②如图乙所示，将它们共同浸没在量筒水中，读出液面对应刻度为V2； 甲 乙 丙 丁 ③计算石蜡的体积：V＝ 。 （2）方法二： ①向量筒内倒入适量的水，读出体积为V1 （丙图）； ②用细针将石蜡浸没在量筒水中，读出液面对应刻度为V2 （丁图）； ③计算石蜡的体积：V＝ 。 二、测量固体和液体的密度 1. 测量不规则小石块的密度 【实验目的】测量固体的密度。 【实验原理】ρ＝ 。 【实验器材】天平、量筒、水、烧杯、小石块。 【实验步骤】 （1）用天平测量出小石块的质量m； （2）在量筒中放入适量的水，读出量筒中水的体积为V1； （3）把用细线吊着的小石块浸入到量筒的水中，读出小石块和水的总体积为V2； （4）小石块的密度测量数据记录表 实验 次数 小石块的 质量m/g 放入石块前量筒中液面的刻度值V1/mL 放入石块后量筒中液面的刻度值V2/mL 小石块的 体积V/cm3 小石块的密度 ρ/（kg·m-3） 第1次 第2次 第3次 （5）计算石块的密度ρ＝ 。 （6）讨论交流 实验时应该先测量小石块的质量，再测量石块的体积。若先测量小石块的体积，当小石块从水中取出时会沾有一些水，再测量它的质量时会变大，会使测量的密度ρ偏 。 2. 测量盐水的密度 【实验目的】测量盐水的密度. 【实验原理】ρ＝m/V 【实验器材】天平、量筒、盐水、烧杯. 【实验步骤】 （1）在烧杯中倒入适量的盐水，测量烧杯和盐水的总质量m1（甲图）； （2）将烧杯中的盐水倒入量筒中一部分，读出量筒内水的体积V（乙图）； （3）测量烧杯和剩余盐水的总质量m2（丙图）。 （4）实验数据 实验次数 烧杯和盐水的总质量 m1/g 烧杯和剩余盐水的质量 m2/g 量筒中盐水的质量 m/g 量筒中 盐水的体积 V/cm3 盐水的 密度 ρ/(g/cm3) 第1次 第2次 第3次 （5）计算盐水的密度ρ= 。 （6）改变盐水的质量，重复上述实验。 （7）讨论交流 小明同学所用的实验方案如下，请你进行评估。 ①用天平测量出空烧杯的质量m； ②向烧杯中倒入一部分盐水，测量烧杯和盐水的总质量m1； ③将烧杯中的盐水全部倒入量筒中，读出示数为V； ④根据公式计算盐水的密度ρ=（m1- m）/V。 评估：步骤③中，把烧杯中的盐水全部倒入量筒中时，由于烧杯内壁会有残留盐水，导致体积V偏小，会使测量的密度ρ偏 。 21 / 27 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第五章 质量与密度（知识清单） 第一节 质量 一、质量的含义 1. 质量的概念：物理学中，把物体所含物质的多少叫做物体的质量，通常用字母m表示。 2. 质量是物体的一个基本属性 对于一个确定的物体来说，质量与物体的形状、状态、所处的空间位置无关，所以说质量是物体的一个基本属性。 3. 在相对论中质量的意义 在爱因斯坦的相对论体系中，质量会随物体速度的变化而变化，当物体速度接近光速时，其质量会变得很大。 二、质量的单位 1. 质量的单位 国际单位制：千克，用符号kg表示。 常用单位：吨（t）、克（g）、毫克（mg）。 单位换算：1 t =103kg 1 kg=103g 1 g=103mg 2. 物体质量的数量级 按照从小到大的顺序排列（单位是kg）： 电子：9.1×10-31；中子（质子）：10-27⁓10-28；分子：10-26；细菌：10-11；邮票：10-5；人：101；远洋轮船：107；月球：7.36×1022；地球：5.98×1024；太阳：1.99×1030；银河系：1041；宇宙：1053。 第二节 测量：物体的质量 一、测量质量的工具 1. 托盘天平 （1）托盘天平的构造 托盘天平一般由底座、托盘、称量标尺（常称标尺）、平衡螺母、指针、分度盘、游码和横梁等部分组成，如图所示。 （2）托盘天平的称量与感量 ①称量：天平一次能测出的最大质量为该天平的称量。如果被测物体的质量超过天平的称量，就测不出准确的质量，还会损坏天平。如图所示，该天平“称量”是200g。 ②感量：天平能测出的最小质量为该天平的感量，由称量标尺的分度值决定。如图所示，该天平“感量”是0.2g。 2. 托盘天平的正确使用 使用天平称量物体的质量时，按“一放、二拨、三调、四称、五读、六整”的顺序进行。 （1）放：把天平放在工作台上，将天平底座调至水平。 （2）拨：用镊子把游码拨到称量标尺左端的零刻度线处。 （3）调：调节横梁两端的平衡螺母，使指针尖对准分度标尺的中央刻度线。 （4）称：先估计物体的质量；把物体放在左盘，用镊子按“先大后小”的顺序依次在右盘中试加砝码，并移动游码，使指针对准分度标尺的中央刻度线。 （5）读：此时砝码质量与称量标尺上的示数值（游码左边所对应的示数）之和，即为所称量物品的质量。 （6）整：把物体取下，用镊子把砝码放回砝码盒内，把游码拨回零刻度线处。 3. 使用天平的注意事项 （1）每架天平都有自己的“称量”和“感量”。被测物体的质量超过天平的“称量”会损坏天平；小于物体的“感量”，将无法测出质量。 （2）已调好的天平，当位置移动后应重新调节横梁平衡。 （3）向右盘中加减砝码时，要用镊子，不能用手接触砝码，不能把砝码弄湿、弄脏； （4）保持天平干燥、清洁，潮湿的物体和化学药品不能直接放到天平的托盘中，应使用烧杯或者白纸间接称量。 4. 测量质量的其它工具 在生产、生活和科学研究中，人们还用其他工具来测量质量。电子秤、案秤、台秤是生产生活中测量质量的常用工具，具有便于操作、结构简单、结实耐用等优点。物理天平是生产、科学研究中测量质量的常用工具，具有测量精度高等优点。 二、实验：用托盘天平测量物体的质量 【实验目的】 1. 用天平测量固体和液体的质量。 2. 练习使用托盘天平。 【实验器材】托盘天平、配套砝码、小石块、水、烧杯。 【实验原理与设计】 用天平测量液体的质量时，先用天平测出空烧杯的质量，然后把待测液体倒入烧杯中，再测出烧杯和液体的总质量，最后计算出待测液体的质量。 【实验步骤】 1. 按照托盘天平使用说明放置并调节好天平。 2. 测量小石块的质量m石。估测确定小石块的质量小于天平称量，然后将小石块放入天平左盘，根据对小石块估测的质量，从大到小选择适当的砝码放入右盘，调节游码，测得小石块质量。重复测量多次，把得到的数据记录在表中。 小石块和水的质量测量数据记录表 实验次数 小石块的 质量m石/kg 空烧杯的 质量m1/kg 烧杯和水的 总质量m2/kg 水的质量 m水/kg 第1次 第2次 第3次 平均值 3. 测量一定体积的水的质量m水。 先用天平测量空烧杯的质量m1，重复测量多次，把得到的数据记录在表中；然后把一定体积的水倒入烧杯中，再测量烧杯和水的总质量m2，重复测量多次，把得到的数据记录在表中（表格见上）。 水的质量为m水=m2− m1。 4. 利用累积法测量微小物体的质量 累积法是一种特殊的测量方法，用于测量微小物体的质量，如测一个大头针、一个图钉、一张邮票的质量等。如图所示，这种方法是先测出几十甚至上百个相同物体的质量m，再除以个数n，则一个物体的质量是m1=m/n。 第三节 密度 一、探究不同物质的质量与体积之比 【猜想】 猜一猜：如图所示的两杯水，体积相同，一杯为纯水，另一杯为盐水，猜猜哪杯水的质量大？ 试一试：如图所示，将两杯相同体积的纯水和盐水分别放置在天平的左、右盘上，观察天平横梁向哪边倾斜。 想一想：若这两杯“水”体积不同，质量不同，不通过品尝还能如何鉴别?同种物质的体积增大，其质量会相应增大，但质量与体积之比是否改变?能否通过物体的质量与其体积之比进行区别? 【设计实验】 选取大小不同的若干长方体（或立方体）铁块和铝块，分别用天平测量出它们的质量，并用刻度尺测量出它们的边长后计算出体积，然后分别计算不同铁块的质量与体积的比值，对数据进行分析归纳结论。 或画出m-V图像进行分析：对每种物质以体积V为横坐标，以质量m为纵坐标，在坐标纸上描点，最后把这些点连起来，进而分析归纳图像的特点。 【进行实验与收集证据】 （1）先将天平放在水平工作台上调节平衡； （2）取大小不同的三块长方体铁块，分别用天平测量出它们的质量，记录在实验表格内； （3）用刻度尺分别测量出每块铁块的长、宽、高后计算出各自的体积，记录在实验表格内； （4）分别计算出铁块的质量与其体积的比值，记录在实验表格内； （5）取与铁块大小相同的三块铝块，重复上述操作。 【数据记录】 研究对象 质量/g 体积/cm3 质量/体积（g·cm-3） 铁块1 79 10 7.9 铁块2 158 20 7.9 铁块3 237 30 7.9 铝块1 27 10 2.7 铝块3 54 20 2.7 铝块3 81 30 2.7 【数据分析】 方法一：由表中数据可以得出，铁块（铝块）的质量与其体积成正比，其比值是一定的；铁块的质量与其体积的比值与铝块的质量与其体积的比值是不同的（选填“相同”或“不同”）。 方法二：以体积V为横坐标，以质量m为纵坐标，在坐标纸上描点、连线，如图所示。由图像可知，物体的m-V图像是一条倾斜的直线，表明铁块（铝块）的质量与其体积成正比。 【实验结论】 物体的体积增大几倍，其质量也增大几倍，即同种物质组成的物体的质量与其体积成正比。不同物质组成的物体的质量与其体积的比值一般不同（选填“相同”或“不同”）。 【评估与交流】 （1）为便于比较，实验中最好选用体积相同的铁块和铝块。 （2）在实验中，天平调节平衡后就不能再调节平衡螺母。 （3）描点作图时，由于体积为0时，质量也为0，因此根据m=0和V=0，也可以作出一个点。 （4）实验中需要多次测量的目的：避免实验的偶然性，从而使实验结论更具有普遍性。 二、密度 分析上述实验结论：同种物质的质量与体积成正比，即同种物质的质量与体积的比值是一个确定的值。对于不同物质，这个比值一般不同，说明这个比值反映的是物质的某种特性。在物理学中，用密度表示物质的这种特性。 1. 密度的定义 由某种物质组成的物体的质量与其体积之比叫做这种物质的密度。通常用ρ表示。 2. 密度的公式 变形公式 m= ρV V=m/ρ 3. 密度的单位 （1）基本单位：千克/米3 （kg/m3） 质量单位用kg、体积单位用m3时，则密度的单位是kg/m3. （2）常用单位： 克/厘米3（g/cm3） 质量单位用g、体积单位用cm3时，密度的单位是g/cm3. （3）单位换算： 1g/cm3=103kg/m3 4. 对密度公式 的理解 （1）密度是物质的一种特性，同种物质在一定状态下，密度是一个定值，与质量、体积无关。不能认为与质量成正比，与体积成反比。 （2）同种物质组成的物体，其质量与体积成正比。即 （3）不同物质组成的物体，在体积相同时，其质量与密度成正比。即 （4）不同物质组成的物体，在质量相同时，其体积与密度成反比。即 5. 对密度是物质的特性的理解 （1）每种物质都有它确定的密度，同种物质，密度是不变的，与物体的质量、体积、形状、运动状态等无关。 （2）密度与物质的种类有关，不同物质的密度一般是不同的（选填“相同”或“不同”）。 （3）密度与物质的温度和状态有关。 ①同种物质的密度受温度变化的影响。物质在温度变化时，体积发生改变（如热胀冷缩），而质量不变，因此物质的密度会改变。 ②物质发生物态变化时，质量不变，但体积会变化，所以密度也随之变化。例如水结冰后，密度变小（0.9g/cm3）。 6. 常见物质的密度 （1）一些固体的密度（常温 常压） 物质 密度/（kg·m-3 ） 物质 密度/（kg·m-3 ） 铂 22.5×103 花岗岩 （2.6～2.8）×103 金 19.3×103 玻璃 （2.4～2.8）×103 铅 11.3×103 混凝土 2.2×103 银 10.5×103 砖 （1.4～2.2）×103 铜 8.9×103 冰 0.9×103 钢、铁 7.9×103 石蜡 0.9×103 铝 2.7×103 干松木 0.5×103 （2）一些液体的密度（常温 常压） 物质 密度/（kg·m-3 ） 物质 密度/（kg·m-3 ） 水银 13.6×103 柴油 0.85×103 硫酸 1.8×103 煤油 0.8×103 海水 1.03×103 酒精 0.8×103 纯水 1.0×103 汽油 0.71×103 （3）一些气体的密度（0℃，1个标准大气压） 物质 密度/（kg·m-3 ） 物质 密度/（kg·m-3 ） 二氧化碳 1.98 一氧化碳 1.25 氧 1.43 水蒸气（100℃时） 0.6 空气 1.29 氦 0.18 氮 1.25 氢 0.09 4. 由密度表可得出如下结论 （1）物质的密度值都是有条件的。如“常温 常压”“0℃，标准大气压” 等，若这些条件改变，密度也会有所变化。 （2）通常情况下，不同物质的密度是不同的。大部分固体的密度较大，液体的密度次之，气体的密度最小。但也有例外，如水银的密度为13.6×103kg/m3，比许多固体的密度都大，油类的密度一般比水的密度小；氢气是密度最小的气体等。 （3）密度相同的不一定是同种物质。如常温常压下冰和蜡的密度相同，煤油和酒精的密度相同。 （4）记住几个常用密度值。如水的密度为1.0×103kg/m3，冰的密度为0.9×103kg/m3，酒精的密度为0.8×103kg/m3，空气的密度为1.29kg/m3等。 三、密度知识的运用 1. 鉴别物质 （1）根据ρ=m/V算出物质的密度； （2）将算出的密度与密度表中各物质的密度相比较。 注意：用密度鉴别物质，这种鉴别方法不是绝对可靠的。因为不同物质的密度可以是相同的，例如酒精和煤油的密度都是0.8×103kg/m3。在知道密度的基础上，通过对两者气味的比较，可以鉴别酒精和煤油。要准确的鉴别物质，既要看密度，还要看颜色、气味、硬度等。 2. 估测物体的质量 有一些物体的质量比较大，不便于直接称量，我们可以根据密度知识通过计算得到。 方法是： 查出组成该物体的物质的密度ρ，测出体积V；根据m=ρV求出质量。 3. 估测物体的体积 对于不便于直接测量体积的物体或者不易于测量体积的物体，只要知道这个物体是由什么物质组成的，就可通过密度表查出这种物质的密度，再想办法测出它的质量，根据公式V=m/ρ就能算出它的体积。 方法是：查出组成该物体的物质的密度ρ，测出其质量m；根据V=m/ρ可算出物体的体积V。 4. 密度在社会生活中的一些应用 （1）商业中鉴别牛奶的质量、酒的品质。例如，标准牛奶的密度是1015～1040 kg/m3 ±0.3 kg/m3，大于水的密度，若测出牛奶的密度不在规定的标准范围，表明不合格。 （2）测量密度，确定矿藏种类 勘探队员在野外勘探时，通过采集的样品的密度等信息，可以确定矿藏的种类及经济价值。 （3）根据密度，鉴别产品优劣 例如用盐水选种，把种子放到盐水里，饱满的种子因为密度大而沉到盐水底。瘪壳和杂草的种子因为密度小而浮在盐水表面（均选填“大”或“小”）。 （4）根据密度大小选择合适的材料 根据m=ρV可知，在体积相同时，密度越小，质量越小，密度越大，质量越大。 ①航空器材中，常采用高强度、低密度的合金或新型合金材料，减小自身的质量。 ②机器底座的作用是为了增加稳度，压路机的滚筒是对路面的压力大。这些情况下，要求它们的质量大一些，所以人们就常常选用坚固、密度大的材料来制作。 ③拍摄影视剧中房屋倒塌砸伤人的特技镜头时，要求道具的质量要小，人们常选用密度很小的泡沫塑料做道具。 第四节 测量：固体和液体的密度 一、量筒和量杯 1. 量筒和量杯的用途 量筒 量杯 量筒和量杯是用来测量液体体积的工具，也可以利用排开液体的体积测量形状不规则的固体的体积。如图所示，量筒上下粗细一样，量筒壁上的刻度线图分布均匀；量杯上粗下细，量杯上的刻度线分布不均匀，下疏上密。 2. 量筒和量杯上的标度 观察量筒的标度单位、最大测量值和分度值。 （1）单位：量筒上的标度单位是毫升（mL）。 1毫升（mL）=1厘米3（cm3） 1升（L）=1分米3（dm3） （2）最大测量值（也叫量程）：最上面的刻度线指示的数值即为量程，该量筒是50mL。 （3）分度值：量筒上相邻两条刻度线之间的体积为量筒的分度值。该量筒的分度值是1mL。 3. 量筒和量杯的使用方法 （1）选：在测量前应根据被测物体的体积（一次性完成测量比较好）和测量精度的要求来选择合适的量筒，使用前首先要观察量筒的单位标度、量程和分度值。 （2）放：使用量筒测量体积时应将量筒放在水平桌面上。量筒内的液面大多数是凹液面（如水、煤油等形成的液面），也有的液面是凸液面（如水银面）。 （3）读：读数时，视线一定要与液体凹液面的底部或凸液面的顶部保持相平，如图甲所示。俯视或仰视的读数均不准确。若俯视，读数会偏大，如图乙所示。若仰视，读数会偏小，如图丙所示。 4. 用量筒测量小石块体积的方法（排水法） （1）将适量的水倒入量筒内，读出水的体积V1（图甲）； （2）将待测小石块用细线拴住，轻轻地浸没于量筒内的水中； （3）读出水面上升后的总体积V2（图乙）； （4）计算被测石块的体积：V＝V2－V1 “适量”意思是指：水量不能过多，以免放入物体后有水溢出；水要浸没物体。 5. 用“助沉法”测量在水中不能下沉的物体体积的方法 （1）方法一： ①如图甲所示，用细线将小铁块和石蜡拴住（蜡块上，铁块下），先将小铁块浸没量筒水中，读出液面对应刻度V1； ②如图乙所示，将它们共同浸没在量筒水中，读出液面对应刻度为V2； ③计算石蜡的体积：V＝V2－V1 甲 乙 丙 丁 （2）方法二： ①向量筒内倒入适量的水，读出体积为V1 （丙图）； ②用细针将石蜡浸没在量筒水中，读出液面对应刻度为V2 （丁图）； ③计算石蜡的体积：V＝V2－V1 二、测量固体和液体的密度 1. 测量不规则小石块的密度 【实验目的】测量固体的密度. 【实验原理】ρ＝m/V 【实验器材】天平、量筒、水、烧杯、小石块. 【实验步骤 】 （1）用天平测量出小石块的质量m. （2）在量筒中放入适量的水，读出量筒中水的体积为V1. （3）把用细线吊着的小石块浸入到量筒的水中，读出小石块和水的总体积为V2. （4）小石块的密度测量数据记录表 实验次数 小石块的 质量m/g 放入石块前量筒中液面的刻度值V1/mL 放入石块后量筒中液面的刻度值V2/mL 小石块的 体积V/cm3 小石块的密度 ρ/（kg·m-3） 第1次 第2次 第3次 （5）计算石块的密度ρ＝m/（V2-V1） （6）讨论交流 实验时应该先测量小石块的质量，再测量石块的体积。若先测量小石块的体积，当小石块从水中取出时会沾有一些水，再测量它的质量时会变大，会使测量的密度ρ偏大。 2. 测量盐水的密度 【实验目的】测量盐水的密度. 【实验原理】ρ＝m/V 【实验器材】天平、量筒、盐水、烧杯. 【实验步骤】 （1）在烧杯中倒入适量的盐水，测量烧杯和盐水的总质量m1（甲图）。 （2）将烧杯中的盐水倒入量筒中一部分，读出量筒内水的体积V（乙图）。 （3）测量烧杯和剩余盐水的总质量m2（丙图）。 （4）实验数据 实验次数 烧杯和盐水的总质量 m1/g 烧杯和剩余盐水的质量 m2/g 量筒中盐水的质量 m/g 量筒中 盐水的体积 V/cm3 盐水的 密度 ρ/(g/cm3) 第1次 第2次 第3次 （5）计算盐水的密度ρ=（m1- m）/V （6）改变盐水的质量，重复上述实验。 （7）讨论交流 小明同学所用的实验方案如下，请你进行评估。 ①用天平测量出空烧杯的质量m。 ②向烧杯中倒入一部分盐水，测量烧杯和盐水的总质量m1。 ③将烧杯中的盐水全部倒入量筒中，读出示数为V。 ④根据公式计算盐水的密度ρ=（m1- m）/V 评估：步骤③中，把烧杯中的盐水全部倒入量筒中时，由于烧杯内壁会有残留盐水，导致体积V偏小，会使测量的密度ρ偏大。 21 / 27 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$