内容正文:
第二单元 力
第5课时 质量与密度
教材梳理 夯实基础
考向探究 培养能力
实验突破 提升素养
考点一
质量、体积及其测量
1.质量
定义 物体所含 叫质量,用字母 表示
性质 质量是物体本身的一种属性,不随物体的 、 、
、 的改变而改变。如一杯水结冰后,状态改变,质量不变;航天员将签字笔由地球带到太空中,位置改变,质量不变
单位 基本单位: (符号: );
换算关系:1 mg= kg,1 g= kg,1 t= kg
物质的多少
m
形状
状态
位置
温度
千克
kg
10-6
10-3
103
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2
(续表)
常见质
量估测 ①一枚大头针的质量约80 mg;②一枚一元硬币的质量约6 g;
③一个鸡蛋的质量约50 g;④一个苹果的质量约150 g;
⑤一名中学生的质量约50 kg
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2.天平和量筒的使用
项目 天平
规格 常见托盘天平的称量是200 g,标尺上的分度值是0.2 g
使用 ①看:观察天平的 和 ;
②放:把天平放在 台上,将游码拨到标尺左端的
处;
称量
标尺上的分度值
水平
零刻度线
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(续表)
项目 天平
使用 ③调:调节横梁两端的 ,使指针指在分度盘中央刻度线上;
④测:把 放在左盘, 放在右盘,用 向托盘加减砝码,最后调节 使横梁重新平衡(左物右码,先大后小);
平衡螺母
物体
砝码
镊子
游码
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(续表)
项目 天平
使用 ⑤读:右盘中砝码的总质量加上游码在标尺上所对应的刻度值,就是被测物体的质量;
⑥收:测量完成后,用镊子把砝码放回砝码盒
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(续表)
项目 量筒
规格 常见量筒的量程是0~100 mL,分度值为1 mL
使用 ①看:量程、分度值(单位换算:1 mL=1 cm3,1 L=1 dm3);
②放:放在水平台上;
③读:若液面是凹形的,读数时,视线要
和凹液面的 相平(如图所示);
若液面是凸形的,读数时,视线要和凸液
面的 相平
底部
顶部
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1. 航天员将质量为50 g的矿石从月球带回地球,矿石的质量 ;一块冰熔化成水后质量 ;一支蜡烛燃烧一段时间后质量 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
2. 用天平测量物体质量时,当加入最后一个最小砝码时指针偏向分度盘中央刻度线的右边,接下来应进行的操作是: 最小砝码,移动 ,使横梁水平平衡。
基础配练
不变
不变
变小
取下
游码
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3. 如图5-1甲所示,量筒的分度值是 mL,液体的体积为 mL。在量筒中放入小石块后,液面升高至如图乙所示位置,则小石块的体积为
mL。
图5-1
2
22
12
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定义 某种物质组成的物体的 与它的 之比叫这种物质的密度,用符号 表示
公式 ρ= ,此公式是密度的计算式,不是决定式,密度由物质的种
类和状态决定
单位 基本单位: ;
常用单位符号: ;
换算关系:1 g/cm3= kg/m3
物理
意义 例如,水的密度为1.0×103 kg/m3(或表示为1.0 g/cm3),它表示的物理意义:1 m3水的质量为1000 kg(或1 cm3水的质量为1 g)
考点二
密度
质量
体积
ρ
千克每立方米
g/cm3
1×103
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(续表)
基本
性质 密度是物质的一种特性,其大小与物体的质量和体积无关。不同物质的密度一般不同;同一种物质的密度会随物体的温度、状态的改变而改变
密度与
温度 水比较特殊,水在4 ℃时密度最大;水在结冰后,体积膨胀,密度变小
理解 质量相同的不同物质,体积小的密度 ;
体积相同的不同物质,质量小的密度
应用 ①鉴别物质:ρ=;②求质量:m=ρV;③求体积: V=
大
小
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4. 小华把一质量为8.1 g的金属块,投入盛有68 mL水的量筒中,水面升高到71 mL刻度线处,则这种金属的密度是 kg/m3,它表示的物理意义是 ,此金属可能是 。
基础配练
2.7×103
体积为1 m3的该金属的质量是2.7×103 kg
铝
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除了密度之外,物质的物理属性还有 、 、 、
等。
考点三
物质的物理属性
磁性
导电性
导热性
弹性
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例 1 (2023江西改编)如图5-2所示是某同学放在水平台上的托盘天平。他调节横梁平衡时,应先将游码移到标尺的 ,再将平衡螺母向
调节,使 指在分度盘的中央刻度线处,此时天平横梁水平平衡。
考向一
质量及其测量
图5-2
零刻度线处
右
指针
考向探究 培养能力
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14
例 2 (2024广西)(多选)中秋节,家人吃月饼庆团圆。如图5-3所示,关于月饼的说法正确的有 ( )
A.月饼的直径约为20 m
B.月饼的厚度约为3 cm
C.将一块月饼轻轻放在盘上的过程中其质量
不变
D.将一块月饼均分为四份的过程中其总质量
增大
图5-3
BC
考向探究 培养能力
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例 3 如图5-4所示是使用托盘天平时的实验情境。
图5-4
(1)将托盘天平放在 台面上,将游码移至 处,发现指针位置如图甲所示,此时应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母,直到指针静止时指在分度盘的中央刻度线处。
水平
零刻度线
右
考向探究 培养能力
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(2)某同学实验时出现了如图乙所示的情境,请你指出实验时存在的两处错误: 和
。
(3)纠正错误后,重新进行实验。天平平衡时,盘中的砝码质量和游码的位置如图丙所示,则被测物体的质量为 g。
(4)把该物体带到太空中,
它的质量将 (选填
“变大”“变小”或
“不变”)。
图5-4
将被测物体放在了天平的右盘而将砝码放在了左盘
用手直接
拿砝码
82.4
不变
考向探究 培养能力
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例 4 (2024连云港)小明测量某种矿石样品的密度,天平平衡时右盘所加砝码及游码的位置如图5-5甲所示,图乙是矿石样品放入量筒前后的情况,由测量可得矿石样品的质量为 g,矿石样品的体积为 cm3,所测矿石样品的密度为 kg/m3。1 m3该矿石的质量为
kg。
考向二
密度公式的理解及其相关计算
图5-5
27
10
2.7×103
2.7×103
考向探究 培养能力
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例 5 (2024乐山)图5-6是甲、乙、丙三种物质质量与体积的关系图像。则ρ甲 (选填“>”“<”或“=”)ρ乙,ρ丙= kg/m3。
图5-6
>
0.5×103
考向探究 培养能力
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例 6 (2023济宁)在测量某液体密度时,小明做了两次实验并做了如下表所示的记录,则液体密度ρ= g/cm3,容器质量m容= g。
次数 液体的体积V/cm3 容器和液体的总质量m/g
1 58 79
2 107 128
1
21
考向探究 培养能力
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例 7 (2023陕西) 镁合金被誉为“21世纪绿色工程材料”,其密度仅有钢铁的,还具有强度高、导电性好、耐腐蚀等特性。下列物体不适合用该材料制作的是 ( )
A.自行车的车架
B.电饭煲内胆
C.起重机配重
D.仪器中的电子元件
考向三
物质的物理属性
C
考向探究 培养能力
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例 8 (2024河南改编)石墨烯是目前已知的最薄、最坚硬的纳米材料。由多层石墨烯制成的交替散热通道,解决了在交通信号灯、电动汽车等领域使用半导体材料散热的难题,这利用的是石墨烯的 ( )
A.导电性强
B.硬度大
C.导热性好
D.比热容大
C
考向探究 培养能力
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例 9 (2023宜昌)下列有关材料的说法中错误的是 ( )
A.家庭电路中保险丝的导电性比导线好
B.LED灯中的发光二极管是用半导体材料制成的
C.撑竿跳高时使用的撑竿具有强度高、弹性好的特点
D.密度非常小、隔热性非常好的气凝胶可以用来制作航天服
综合提升
A
考向探究 培养能力
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例 10 (2024北海二模)如图5-7所示是某厂家生产的空心砖,它具有质轻、保温、隔音、降噪且更环保的特点,是框架结构建筑物的理想填充材料。一块质量为4.5 kg的某空心砖,规格为20 cm×15 cm×10 cm(提示:表示长、宽、高的乘积,即体积)。砖的实心部分占总体积的60%,g取10 N/kg,试问:
图5-7
考向探究 培养能力
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(1)该砖块实心部分的体积为多少立方米?空心部分的体积为多少立方米?
图5-7
解:(1)该砖块的总体积:V=20 cm×15 cm×10 cm=3000 cm3=3×10-3 m3,
砖的实心部分占总体积的60%,则空心部分占总体积的40%,
砖的实心部分体积:V实=60%V=60%×3×10-3 m3=1.8×10-3 m3;
空心部分的体积:V空=40%V=40%×3×10-3 m3=1.2×10-3 m3。
考向探究 培养能力
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(2)该砖块材料的密度是多少?
图5-7
(2)该砖块材料的密度:ρ砖==2.5×103 kg/m3。
(3)为了使保暖效果更好,需在砖的空心部分填充满一种密度为0.1 g/cm3的保暖材料,则填满一块砖的保暖材料重多少牛?
(3)已知ρ保暖=0.1 g/cm3=0.1×103 kg/m3,由ρ=可得,
填满后每块砖中保暖材料的质量:
m保暖=ρ保暖V空=0.1×103 kg/m3×1.2×10-3 m3=0.12 kg,
其重力为G保暖=m保暖 g=0.12 kg×10 N/kg=1.2 N。
考向探究 培养能力
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【实验方法】如图5-8所示。
【实验原理】 。
【实验器材】石块、天平和砝码、量筒、足够多的水和细线。
ρ=
图5-8
突破一
测量固体的密度
实验突破 提升素养
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【实验步骤】
①先用调好的天平测量出石块的质量m0;
②在量筒中装入适量的水,读出量筒示数V1;
③用细线系住石块,将其浸没在水中(密度小于液体密度的固体可采用针压法或助沉法),读出量筒示数V2。
【表达式】ρ= 。
图5-8
实验突破 提升素养
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例 1 (2024齐齐哈尔)小红结合所学的物理知识来测量小石块的密度。
(1)将托盘天平放在水平台面上,将游码移至标尺
处,发现指针静止时的位置如图5-9甲所示,则应将平衡螺母向
调节,使托盘天平平衡。
图5-9
左端的零刻度线(零刻
度线)
左
实验突破 提升素养
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(2)小红调节托盘天平平衡,估计小石块的质量后,把小石块放在左盘,向右盘从大到小加减砝码,当加入最小的砝码(5 g)前,指针偏向分度盘中线左侧。此时,将最小的砝码(5 g)加入右盘,指针偏向分度盘中线右侧,接下来应进行的操作是: ,直至托盘天平平衡。托盘天平平衡时砝码的质量和游码在标尺上的位置如图乙所示,则小石块的质量为 g。用量筒和适量的水测出小石块的体积
为20 mL。
图5-9
取下最小的砝码,并向右移动游码
54
实验突破 提升素养
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(3)根据所测数据计算出小石块的密度ρ石= g/cm3,合
kg/m3。
(4)若小石块吸水,则测量出的小石块密度值 (选填“偏大”或“偏小”)。
图5-9
2.7
2.7×
103
偏大
实验突破 提升素养
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【实验方法】如图5-10所示。
【实验原理】 。
【实验器材】
待测液体、量筒、烧杯、天平和砝码。
图5-10
ρ=
突破二
测量液体的密度
实验突破 提升素养
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【实验步骤】
①在烧杯中装入适量的待测液体,用调好的天平测量出烧杯和液体的总质量m1;
②把烧杯中的部分液体倒入量筒,读出示数V;
③用天平测得烧杯中剩余液体和烧杯的总质量m2。
【表达式】ρ= 。
图5-10
实验突破 提升素养
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例 2 (2024广西)小明在测量花生油和实心物体A密度的实验中:
(1)把天平 放置,游码放在标尺左端的零刻度线处,发现指针静止时如图5-11甲所示,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直到横梁平衡。
图5-11
水平
右
实验突破 提升素养
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(2)将花生油倒入空烧杯,用天平测得其总质量为79 g;再将烧杯中的花生油倒入量筒中,测得量筒中油的体积为60 cm3;用天平测量剩余花生油和烧杯的总质量时,如图乙所示,用手直接拿砝码的做法 (选填“规范”或“不规范”),当横梁再次平衡时如图丙所示,则剩余花生油和烧杯的总质量为 g,花生油的密度为 kg/m3。
图5-11
不规范
25
0.9×103
实验突破 提升素养
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(3)在测量物体A的密度时,不慎碰坏了量筒,于是利用矿泉水瓶代替量筒继续进行实验(图5-12),实验步骤如下:
①测出A的质量m1;
②往矿泉水瓶中灌满水,拧紧瓶盖后擦干瓶子,测出其总质
量m2;
③ ,测出其
总质量m3;
④求得A的密度为ρ= (用ρ水、m1、m2和m3
表示)。
图5-12
将A放入矿泉水瓶中,拧紧瓶盖后擦干瓶子
ρ水
实验突破 提升素养
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$$