6.2 固体、液体密度的测量（教学课件）-【上好课】八年级物理下册同步高效课堂（沪科版·五四学制·上海2024）

第六章 密度与压强 八年级下册 •沪教版 五四•学制 大型客机是重要的现代交通工具，C919 大型客机是我国首次按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式干线客机，彰显我国工业技术的整体水平。飞机的研制涉及材料的密度和流体的压强等问题。本章我们将学习密度和压强的相关知识。 通过本章内容的学习，你将了解液体压强和大气压强，理解密度和压强等基本概念，知道流体压强与流速的关系；学会测量固体和液体密度的基本方法；经历探究影响液体压强因素的过程；了解密度与压强知识在日常生活中的具体应用；初步建立物质观念。 导入新课 第2节 固体、液体密度的测量 图是一些不同类型的石头，专业人员一般可以通过颜色、光泽、硬度等方面的差异对它们进行鉴别，但没有相关经验的人就很难通过这些方法区分它们。 测量密度也是帮助人们区分它们的一种方法。那么如何测量一种物质的密度呢？ 量筒 01 测量石块的密度 02 测量盐水的密度 03 课堂总结 04 提升训练 05 第2节 固体、液体密度的测量 量 筒 01 第2节 固体、液体密度的测量 一、量筒 1. 观察量筒 （1）量筒的用途 量筒是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。 一、量筒 （2）量筒的最大测量值与分度值 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） ②量筒的最大测量值 最上面的刻度线指示的数值即为最大测量值，该量筒是50mL。 ③量筒的分度值 量筒上相邻两条刻度线之间的体积值为量筒的分度值。该量筒的分度值是1mL。 一、量筒 （3）量筒的使用方法 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倒：倒入液体时，左手握住量筒，使其略微倾斜，右手拿烧杯，使杯口紧贴量筒口，让液体缓缓流入。 丙 一、量筒 ③读：量筒内的液面大多数是凹液面（如图甲所示水、煤油等形成的液面），也有的液面是凸液面（如图乙所示的水银面）。读数时，视线一定要与液体凹液面的最低处或凸液面的最高处相平。 俯视或仰视的读数均不准确。若俯视（图a），读数会偏大。若仰视（图c），读数会偏小，如图所示。 甲 乙 一、量筒 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 V1 甲 乙 V2 “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。 （4）用量筒测量小石块体积的方法（排水法） 一、量筒 方法一 ①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，读出液面对应刻度为V1； ②将它们共同浸没在量筒水中，读出液面对应刻度为V2； 计算石蜡的体积：V＝V2－V1 方法二 ① 向量筒内倒入适量的水，读出体积为V1 （甲图）； ② 用细针将石蜡浸没在量筒水中，读出液面对应刻度为V2 （乙图）； 计算石蜡的体积：V＝V2－V1 （5）用“助沉法”测量在水中不能下沉的物体体积的方法 一、量筒 视频演示——《量筒的使用》 一、量筒 【例题1】如图甲所示的是a、b、c三位同学的读数方式，其中读数方式正确的是____（选填“a”、“b”或“c”）。将金属块放入图甲所示量筒中，液面稳定后如图乙所示，则金属块的体积为_____cm3。 10 b 用量筒测液体体积读数时，视线应与凹液面的底部相平，即图中b正确。 因为量筒的分度值为2mL，甲图中凹液面底部在60mL位置，即液体体积为60mL，乙图中凹液面底部在70mL位置，即金属块和液体的总体积70mL，则金属块的体积为70mL-60mL=10mL=10cm3 甲 乙 一、量筒 【例题2】（1）小祥用如图所示的量筒测一堆小钢珠的体积。他先在量筒中装适量的水，水面在A位置；再将这些小钢珠都轻轻放入量筒，使钢珠都浸没在水中，水面在B位置，则这堆钢珠的总体积为_____ cm3，则这堆小钢珠共有100个，且每个钢珠的体积相同，则每个小钢珠的体积为_____ cm3； （2）若小祥在读数时，眼睛在C位置斜向下看，如图所示，则他读数的结果将_____（填“偏大”、“偏小”）； 20 不能，见解析 0.2 偏大 （3）同组的小瑞同学认为小祥的测量方法太麻烦，他采取的方法是：先在量筒（和小祥所用量筒规格相同）中装适量的水，记下水的体积V1；再取一个小钢珠轻轻地放入量筒中，再读出水和钢珠的总体积V2，于是他得到钢珠的体积为：V=V2-V1。你认为小瑞的方法能否测出小钢珠的体积 ？为什么 ？ 一、量筒 （1）量筒的分度值为2ml，在量筒中装适量的水，水面在A位置，读数为50cm3；再将这些小钢珠都轻轻放入量筒，使钢珠都浸没在水中，水面在B位置，读数为70cm3；则这堆钢珠的总体积为 70cm3-50cm3=20cm3 这堆小钢珠共有100个，且每个钢珠的体积相同，则每个小钢珠的体积  （2）若小瑞在读数时，眼睛在C位置斜向下看，如图所示，则人眼、凹液面、刻度在同一斜线上，此时可以比水平位置数值偏大。 （3）由于量筒的分度值为2cm3，每个小钢珠的体积为0.2cm3，小于分度值，把一个钢珠放入量筒中，液面的位置变化小于分度值，无法区分两次的读数，故此方法不能测量钢珠体积。 测量石块的密度 02 第2节 固体、液体密度的测量 二、测量石块的密度 【实验原理】 【实验器材】 电子天平、量筒、待测石块、细线、烧杯、水。 水 量筒 天平 待测石块与细线 二、测量石块的密度 【实验操作与数据收集】 （1）用电子天平测出石块的质量m石。 （2）在量筒中放入适量的水，测出水的体积V1。 （3）用细线拴好石块，慢慢放入量筒中，直到石块全部被水浸没，测出石块和水的总体积V2。 将所有数据记录在表中。 二、测量石块的密度 石块的 质量m石/g 放入石块前水 的体积V1/cm3 放入石块后石块 与水的总体积V2/cm3 ρ石＝ m石 V石 （4）实验数据 （1）石块的体积V石=V2-V1=______ 【数据处理】 （2）石块的密度 ＝ m石 V2－V1 【实验结论】 石块的密度为___________。 二、测量石块的密度 （1）能不能先测量小石块的体积，然后测量它的质量？ 【分析】不能先测量小石块的体积。因为小石块从水中取出时沾有一些水，再测量它的质量时会变大，导致误差大。 （2）测量小石块的体积时，能不能先测量小石块和水的总体积，再测量水的体积？ 【分析】测量小石块的体积时，不能先测量小石块和水的总体积，因为小石块从水中取出时沾有一些水， 再测量水的体积会偏小，导致测量值偏大。 【讨论交流 】 二、测量石块的密度 视频演示——《用托盘天平和量筒测量小石块的密度》 二、测量石块的密度 【例题3】 妈妈买了一只银手镯，为了初步判断是不是纯银制成的，小明利用首饰店的电子天平，溢水杯、大小合适的烧杯、水等进行了如下实验： A．将电子天平放在桌面上，调节底板水平 B．将手镯放在电子天平的托盘上，液晶屏显示如图，则手镯的质量为______ g。 C．用电子天平测量空烧杯的质量为22.060g D．将手镯浸没到盛满水的溢水杯中，用烧杯收集溢出来的水 E．用电子天平测量溢出来的水和烧杯的总质量为24.460g （1）手镯的密度为_______g/cm3（保留一位小数） （2）由于溢水管口残留有少量水，由此会导致测得的密度偏____（填“小”或“大”）。 25.230 10.5 大 二、测量石块的密度 由图可知，手镯的质量：m=25.230g。 （1）根据步骤CDE得到溢出水的质量 m溢=24.460g-22.060g=2.4g 手镯的体积等于溢出水的体积 手镯的密度 （2）溢水管口残留有少量水，所测得溢出来的水和烧杯的总质量偏小，计算出溢出水的质量偏小，则计算出手镯的体积偏小，根据ρ=m/V 可知测得密度偏大。 二、测量石块的密度 【例题4】 小明使用天平和量筒测量石块的密度。 （1）用调好的天平称石块的质量，测量结果如图甲所示，则石块的质量为______ g，接着他在量筒中倒入30mL的水，再将石块浸没在水中，水面位置如图乙所示，则石块的密度为______ g/cm3； （2）以下操作会导致石块密度的测量值偏大的有：____（多选，填字母序号） A．读取量筒示数时视线俯视液面 B．先测石块的体积后测石块的质量 C．石块放入量筒时有部分水溅起附在筒壁上 28.4 2.84 BC 二、测量石块的密度 （1）测量结果如图甲所示，天平标尺分度值为0.2g，游码在3.4g处，砝码质量和是25g，则石块的质量为m=28.4g 在量筒中倒入30mL的水，将石块浸没，水面位置上升至图乙所示40mL处，则石块的体积V= 40mL- 30mL=10 cm3 则石块的密度 （2）A．读取量筒示数时视线俯视液面，读数比实际偏大，体积偏大，根据公式ρ=m/V可知，测量值将偏小，故A不符合题意； B．先测石块的体积后测质量，从水中取出石块时，上面附有水珠，测质量会导致测得的值偏大，根据ρ=m/V可知，测量值将偏大，故B符合题意； C．石块放入量筒时有部分水溅起附在筒壁上，则测得的石块和水的总体积偏小，计算出的石块体积偏小，质量不变，根据密度公式可知，测得质量将偏大，故C符合题意。 故选BC。 测量盐水的密度 03 第2节 测量盐水的密度 三、测量盐水的密度 【实验目的】测量盐水的密度。 【实验原理】分别测量盐水的质量和体积，再根据密度的定义ρ＝m/V计算密度。 【实验器材】电子天平、量筒、盐水、烧杯。 【实验操作与数据收集】 （1）用电子天平测出量筒的质量m1。 测出量筒和盐水的总质量 三、测量盐水的密度 （2）在量筒内倒入适量的盐水，测出盐水的体积V盐水 。 （3）用电子天平测出量筒和盐水的总质量m2。 将所有数据记录在表中。 测出盐水的体积 三、测量盐水的密度 量筒的 质量m1/g 量筒和盐水的 总质量m2/g 盐水的体积 V盐水/cm3 ρ盐水＝ m盐水 V盐水 （4）实验数据 （1）盐水的质量m盐水=m2-m1=_____ 【数据处理】 （2）盐水的密度 ＝ m2-m1 V盐水 【实验结论】 盐水的密度为___________。 三、测量盐水的密度 【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。 但该实验方案也是正确的。 三、测量盐水的密度 视频演示——《用托盘天平和量筒测量盐水的密度》 四、测量密度的一些其它方法 1. 中国古代的“莲管之法” 就是将卤水倒入竹管中，利用管中的莲子在卤水中浮沉的情况来反映卤水的密度。 2. 现代的液体密度计 可以直接测量一些液体的密度：将液体密度计放入待测液体中，待其静止时，液面所对应的刻度即为待测液体的密度。 为了满足实验研究、工业生产等领域实时监控的需求，往往利用振动、超声波、射线等手段间接测量密度。这些方法测量更加快捷方便，有助于开展实验研究和指导工业生产，提高效率。 四、测量密度的一些其它方法 1892 年，英国物理学家瑞利在精确测量用两种不同方法制取的氮的密度时产生了困惑。他采用的第一种方法是去除空气中已知的其他成分来制取氮，第二种则是从液氨中通过化学反应制取氮。第二种方法制得的氮的密度比第一种方法制得的氮的密度小约千分之一。他没有忽视这微小的差异，而是对此开展了深入研究。后来他与一位化学家合作，于1894年在从空气中取得的氮中分离出了另一种当时还不知道的气体——氩。因为氩的密度比较大，所以第一种方法测得的氮的密度才会更大一点。瑞利因为这个发现获得了1904 年的诺贝尔物理学奖。 这个发现体现了精确测量在科学实验中的重要性，而更重要的是反映了科学家们严谨求实的科学精神！ 细微差别中的重大发现 物理学家瑞利 三、测量盐水的密度 【例题5】 如图是小雯家的电子天平，它能精确到0.01g。她取一只空容器放在托盘上，显示5.00，她按下“去皮”键，电子天平显示0.00。她在容器内注满清水，电子天平显示10.00；她将容器内清水倒掉，用餐巾纸将容器内的残留水擦干净，在容器内注满牛奶，电子天平显示11.10。 （1）与托盘天平比较，电子天平多了个“去皮”功能，不“去皮”也能测液体的质量，小雯按下“去皮”键的好处是__________________； （2）已知清水的密度是1.00g/cm3，根据体积与质量和密度的关系，小雯测得牛奶的密度为________ . 1.11 直接读取物体的质量 三、测量盐水的密度 （1）通过了解去皮功能键使用方法，可知按下“去皮”键的好处是直接读取物体的质量。 （2）由密度公式知，清水的体积 牛奶的密度为 三、测量盐水的密度 【例题6】 用天平和量筒测量某种饮料的密度。 （1）将天平放在水平台上，游码归零，发现指针指在分度盘的右侧，如图甲所示，则应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节使天平平衡； （2）如图乙所示，测得烧杯和饮料的总质量为______ g；向量筒中倒入部分饮料，如图丙所示，量筒中饮料的体积为______mL；用天平测得烧杯和剩余饮料的总质量为40g，则饮料的密度为____________ ； 71.2 左 30 1.04×103 三、测量盐水的密度 （1）甲图中指针偏向右侧，说明托盘的右侧沉，则应将平衡螺母相左调节。 （2）乙图中烧杯和饮料的总质量为 50g+20g+1.2g=71.2g 丙图中量筒的示数为30mL=30cm3 量筒中液体的质量为m=71.2g-40g=31.2g 饮料的密度为 课 堂 总 结 04 第2节 固体、液体密度的测量 课堂总结 固体液体 密度的测量 测量小石 块的密度 量 筒 ①直接测量液体的体积或间接测量固体的体积. ②使用：认清单位、量程、分度值；读数时，视线与液面相平. ①用电子天平测出石块的质量m石。 ②在量筒中放入适量的水，测出水的体积V1。 ③用细线拴好石块，慢慢放入量筒中，直到石块全部被水浸没，测出石块和水的总体积V2。 ④计算石块的密度 ρ＝m石/（V2-V1）. ①用电子天平测出量筒的质量m1。 ②在量筒内倒入适量的盐水，测出盐水的体积V盐水 。 ③用电子天平测出量筒和盐水的总质量m2。 ④盐水的密度ρ＝（m2-m1）/V盐水 测量盐水的密度 38 提 升 训 练 05 第2节 固体、液体密度的测量 提升训练 1. 如图所示的仪器名称叫做_______，它的量程为____________，分度值为_________，所测固体的体积为_________。 量筒 0～100mL 2mL 20cm3 这是量筒，它的量程为0～100毫升，分度值为2mL，所测量固体的体积为 V2－V1=60cm3-40cm3=20cm3。 提升训练 2. “测定物质的密度”实验的原理是_________，小王同学要测量石块密度，他先使用电子天平测得被测石块的质量是51.2克，再用_____测量石块的体积如图所示，则该石块的体积为_______厘米3，则该石块的密度为__________千克/米3。实验还要进行多次测量，其目的是为了______________（选填“得到普遍规律”或“减少实验误差”）。 2.56×103 20 量筒 减少实验误差 ρ=m/V 提升训练 根据ρ=m/V，可以测定物质的密度。 用量筒根据排水法可以测得石块的体积。如图，量筒的分度值为 4mL，则石块的体积为 V=V2-V1=80mL-60mL=20mL=20cm3 石块的密度 ρ=m/V=51.42g/20cm3=2.56g/cm3=2.56 ×103kg/m3 实验还要进行多次测量，其目的是为了求平均值以减小误差。 提升训练 3. 某同学想测量盒装牛奶的密度。他把一盒牛奶放在天平上，测出总质量为270.0 g；把牛奶倒入量筒30 mL后，测得剩余部分的质量为238.5 g。这种盒装牛奶的密度是多少? 倒入量筒的牛奶质量为m奶＝270.0g-238.5g=31.5g 倒入量筒牛奶的体积V=30 mL=30cm3 盒装牛奶的密度是 提升训练 4．某同学用托盘天平和量筒测量一小石块的密度，如图甲是调节天平时的情形，图乙和图丙分别是测量石块质量和体积时的情形，下列说法正确的是（　　） A．甲图中应将平衡螺母向左调，使横梁平衡 B．乙图中测石块质量时，天平的读数是71.4g C．由丙图量筒的示数测得石块的体积是80cm3 D．计算出石块的密度是3.57kg/m3 B 提升训练 A．使用天平称量物体质量前，需调节横梁平衡，图甲中，分度盘指针向左偏，则平衡螺母应向右调，使横梁平衡，A错误； B．由图乙知，标尺的分度值为0.2g，则石块的质量 m=50g+20g+1.4g=71.4g；故B正确； C．由图丙知，石块的体积 V=V2-V1=80mL-60mL=20mL=20cm3；故C错误； D．石块的密度 ρ=m/V=71.4g/20cm3=3.57g/cm3=3.57 ×103kg/m3 故D错误。 所以选B。 提升训练 5. 小明在实验室里测量一块形状不规则、体积较大的矿石的密度． （1）用调节好的天平测量矿石的质量．当天平平衡时，右盘中砝码和游码的位置如下图所示． （2）因矿石体积较大，放不进量筒，因此他利用一只烧杯，按下图所示方法进行测量，则石块的体积为 cm3． （3）矿石的密度是 kg/m3，从图A到图B的操作引起的密度测量值比真实值 (偏大/偏小/不变)． 70 2509 偏小 提升训练 （1）图中所示，游码的分度值是0.2g，矿石的质量为：100g+50g+20g+5g+0.6g=175.6g； （2）由图知，矿石从烧杯中取出后，补充的水的体积就是矿石的体积，而补充的水的体积又是量筒中减少的水的体积，所以矿石的体积为： 200ml−130ml=70ml=70cm3； （3）矿石的密度： 在测量矿石体积的过程中，矿石从烧杯中取出，必然出带出一定的水，从而使补充的水量增加，即测量的矿石体积会偏大，质量不变，体积偏大，所以测得密度就会偏小． 提升训练 （4）小明在整理器材时发现，测量质量时所用20g的砝码缺少了一小块，则所测鹅卵石的密度是________（选填“偏大”或“偏小”或“不变”）的。 6. 临沂市阳光沙滩是全国最大的淡水沙滩浴场。五一假期，小明到阳光沙滩游玩时捡到颗鹅卵石，他利用天平和量筒测量了该鹅卵石的密度。 （1）用调节好的天平测量鹅卵石的质量时，应用镊子按照_________（选填“由大到小”或“由小到大”）的顺序依次增减砝码并调节游码让天平平衡。天平平衡时，右盘里的砝码和游码位置如图甲所示，则鹅卵石的质量为_____g。 （2）由图乙可知，鹅卵石的体积为_______ cm3 。 （3）该鹅卵石的密度为_______kg/m3。 20 由大到小 54 不变 提升训练 （1）利用调好的天平测量时，按照由大到小的顺序向右盘增减砝码；据图甲可知，鹅卵石的质量m=50g+4g=54g （2）由图乙可知，鹅卵石放入量筒前的示数为60ml，鹅卵石浸没后量筒的示数为80ml，故鹅卵石的体积为20cm3。 （3）鹅卵石的密度为 （4）本实验中未用到20g的砝码，所以测量值不受影响，所以密度不变。 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 $$