内容正文:
第六章 质量与密度
第3节 测量液体和固体的密度
序号 学习任务 核心素养
1 会用量筒测量液体的体积、固体的体积,并利用托盘天平和量筒测量固体和液体的密度,体会等效替代的方法 科学探究
2 会用物理公式间接地测定某个物理量,进一步巩固密度的概念 科学探究
3 在测量液体和固体密度的过程中,学会利用物理公式间接测量物理量的科学方法,体会等效替代的方法 科学探究
2
知识点一 量筒的使用
1.量筒的用途:液体的体积可以用量筒测出。
2.量筒上的标度:量筒是以毫升(mL)或升(L)作为单位来标度的。
1 L= mL;1 mL= cm3;
1 L= dm3。
103
1
1
3.使用方法。
(1)选:在测量前应根据被测物体的体积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、最大测量值和 。
(2)放:应将量筒放在 桌面上。
分度值
水平
甲
乙
丙
(3)读:读数时,视线要与液体凹液面的底部相平或与凸液面的顶部相平,如图甲所示。俯视或仰视时的读数均不准,俯视时,读数会 ,如图乙所示。仰视时,读数会 ,如图丙所示。
偏大
偏小
4.测量固体体积。
(1)形状规则(正方体、圆柱等)的固体的体积测量可以选择数学公式,如V正方体=a3,
V圆柱=Sh=πR2h等。
(2)形状不规则且不吸水的固体的体积可用排水法进行测量。
如图所示,先把适量的水倒入量筒中,测量出此时水的体积V1,再把固体用细线系着,轻轻放入水中,直到固体完全浸入,测量出此时水和固体的总体积V2,固体的体积 V= 。
V2-V1
甲
乙
例1 利用量筒测量物块(不吸水)的体积,水面位置如图所示,则物块的体积为 cm3。
知识拓展 量筒在一定情况下可以测量粉末状、颗粒状固体的体积,如细沙、食盐等,但粉末和细沙之间存在一定的间隙,会对测量结果造成一定的误差。
20
知识点二 测量液体的密度
测量盐水的密度。
测量原理: 。
方案一:
①如图甲所示,用天平测出空烧杯的质量m1;
②如图乙所示,向烧杯中倒入适量的盐水,用天平测出烧杯和盐水的总质量m2;
③如图丙所示,将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,测出盐水的体积V。
盐水的密度: 。
方案一这种做法存在误差,盐水倒入量筒后,仍然有一部分盐水残留在烧杯内壁,导致量筒测量的盐水体积偏小,计算出的盐水密度 。
甲
乙
丙
ρ=
ρ=
偏大
方案二:
①如图甲所示,把适量的盐水倒入量筒中,测量出量筒中盐水的体积V;
②如图乙所示,用天平测量出空烧杯的质量m1;
③如图丙所示,把量筒中的盐水全部倒入烧杯,用天平测量出烧杯和盐水的总质量m2。
盐水的密度: 。
方案二这种做法存在误差,盐水倒入烧杯后,仍然有一部分盐水残留在量筒内壁,导致测量的盐水质量偏小,计算出的盐水密度 。
甲
乙
丙
ρ=
偏小
方案三:
①如图甲所示,把适量的盐水倒入烧杯中,用天平测量出烧杯和盐水的总质量m1;
②如图乙所示,把烧杯中的盐水倒一部分进入量筒中,测量出量筒中盐水的体积V;
③如图丙所示,用天平测量出烧杯和剩余盐水的质量m2。
盐水的密度: 。
甲
乙
丙
ρ=
例2 为了测量盐水的密度,小天制定如下的实验计划:
①测出空烧杯的质量;
②测出烧杯和倒入盐水的总质量;
③在量筒中装入适量盐水,测出盐水的体积;
④测出量筒中剩余盐水的体积;
⑤将量筒中一部分盐水倒入烧杯中;
⑥根据实验数据计算盐水的密度。
以上实验步骤安排最合理的是( )。
A.①②④③⑤⑥ B.①③⑤④②⑥
C.⑤③①④②⑥ D.②④⑤①③⑥
B
知识点三 测量固体的密度
测量小石块的密度(小石块不吸水)。
测量原理: 。
方案:
①如图甲所示,用天平测出小石块的质量m;
②如图乙所示,把适量的水倒入量筒中,测量此时量筒中水的体积V1;
③如图丙所示,把小石块用细线系着,轻轻放入水中,直到小石块完全浸入水中,测量此时量筒中水和小石块的总体积V2。
小石块的密度: 。
ρ=
ρ=
例3 小天利用天平、水和量筒来测量一个不规则小石块的密度,请将他的实验步骤补充完整。
(1)用天平测量小石块的质量,右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图甲所示,则小石块的质量为 g。
62.0
甲
(2)如图乙所示,把适量的水倒入量筒中,测量量筒中水的体积是 cm3;再把小石块用细线系着,轻轻放入水中,直到小石块完全浸入,测量此时量筒中水和小石块的总体积是 cm3。
(3)小石块的密度是 kg/m3。
规律总结 用排水法测固体体积时,量筒内要预先倒入适量的水,若水过少,则放入固体后,水不能浸没固体;若水过多,则放入固体后,液面会超过量筒的最大测量值。
30
40
6.2×103
乙
知识点一 量筒的使用
1.在测量物体体积的实验操作中,图甲中读取液体体积的方法正确的是
(填“A”“B”或“C”)。图乙中测得石块的体积是 cm3。
B
甲
乙
20
知识点二 测量液体的密度
2.小芳想知道牛奶的密度,在实验室进行了下面的探究活动。
(1)小芳根据所学知识进行了如下实验步骤:
①用已调好平衡的天平测量出空烧杯的质量m1=20 g;
②取适量牛奶作为样品倒入烧杯,用天平测量烧杯和牛奶的总质量m2,砝码大小和游码在标尺上的位置如图甲所示;
甲
③将烧杯中的牛奶全部倒入量筒中,读出量筒中牛奶的体积V,液面位置如图乙所示。牛奶样品的质量m= g,牛奶的密度ρ= g/cm3。
(2)小芳这种方法测出的牛奶密度比真实值 (填“大”或“小”),原因是
。
33.0
大
烧杯中的牛奶没有全部倒入量筒中,测量的体积偏小,根据密度公式ρ= 可知求出牛奶的密度比真实值大
1.1
乙
甲
知识点三 测量固体的密度
3.家乡的土豆丰收了,小宇想利用所学知识测量土豆的密度。
(1)把天平放到水平台上,将游码移至标尺左端的 处,调节 使横梁平衡。
(2)将土豆放在天平左盘,向右盘加减砝码并调节游码,当天平平衡时,砝码质量及游码在标尺上的位置如图所示,土豆的质量为 g。
(3)由于土豆较大,无法放入量筒,所以小宇将它缓缓放入一个盛满水的溢水杯中,直至浸没,测得溢出水的质量为 140 g。已知水的密度为 1.0 g/cm3,则土豆的体积为
cm3 ,密度为 g/cm3。若在测量溢出水的质量时,不小心有水溅出,则测得土豆的密度与真实值相比 (填“偏大”或“偏小”)。
零刻度线
154.0
140
平衡螺母
1.1
偏大
1.下列各选项是不同型号量筒的最大测量值和分度值,若想测出125 mL酒精,则应选用的量筒型号为( )。
A.0~500 mL,5 mL
B.0~100 mL,2 mL
C.0~250 mL,1 mL
D.0~1 000 mL,10 mL
C
2.下列测量方案中,最合理的是( )。
A.测小铁块的密度:用装有适量水的量筒测体积后,再用天平测质量
B.测小糖块的密度:用天平测质量后,再用装有适量水的量筒测体积
C.测比赛用铅球的密度:用天平测质量后,再用装有适量水的量筒测体积
D.测正方体小木块的密度:用天平测质量后,再用刻度尺测棱长并计算体积
D
3.为了测量牛奶的密度,小泽利用天平和量筒测量了下面的物理量,其中不需要测量的是( )。
A.用天平测量空烧杯的质量
B.将牛奶倒入烧杯中,用天平测量烧杯和牛奶的总质量
C.将烧杯中的牛奶倒入量筒中一部分,测出量筒中牛奶的体积
D.用天平测量烧杯和剩余牛奶的总质量
A
4.不同材料组成的a、b、c三个实心物体,它们的体积与质量的关系如图所示,由图可知,下列说法正确的是( )。
A.三者的密度关系ρa>ρb>ρc
B.b的密度是a的3倍
C.若将b的质量减半,则它的密度变为0.5×103 kg/m3
D.将c的体积增大到4×10-3m3,它的密度不变
D
5.小玉利用天平和量筒测量某种液体的密度时,记录的实验数据如下表所示。则该液体的密度为 kg/m3,空量筒的质量为 g。
1.0×103
液体与量筒的质量m/g 30 50 70
液体的体积V/cm3 10 30 50
20
6.某小组在测量液体密度。
(1)调节天平横梁平衡时,先把 移到标尺左端零刻度线处,若指针静止时指在分度盘中央刻度线的左侧,则应向 (填“左”或“右”)调节平衡螺母,使横梁平衡。
(2)用天平测出空烧杯的质量,如图所示,质量为 g。
游码
右
37.4
(3)将花生油倒入空烧杯中,测出其总质量,再将烧杯中的花生油倒入量筒中测出其体积,但花生油太多,无法全部倒入量筒中。经小组讨论,只需增加一个步骤——用天平测出 的质量,即可求出花生油的密度。
烧杯和剩余花生油
7.辽宁省喀左紫砂是用紫砂矿石为原料经过多个工序制成的一种高温陶器。为了测量紫砂的密度,实验小组买来一件紫砂壶,如图甲所示,并利用商家提供的紫砂角料进行了探究。
(1)测量紫砂角料质量时的操作如图乙所示,请指出操作中的两处错误:
① ;
② 。
甲
乙
丙
物体和砝码位置放反了
用手直接加减砝码
纠正错误后,用天平测得干燥的紫砂角料质量为66 g,再将紫砂角料放入装有适量水的量筒中,如图丙所示,紫砂角料的体积为 cm3,则紫砂的密度为 kg/m3。
(2)细心的小亮发现实验结束后,将紫砂角料表面擦干,一段时间后,紫砂角料表面仍然湿漉漉的,这说明紫砂具有一定的吸水性,则实验中测量得到的紫砂的密度将 。
22
3×103
偏大
丙
8.用天平和量筒测量某种饮料的密度。
(1)如图甲所示,测得烧杯和饮料的总质量为 g。向量筒中倒入部分饮料,如图乙所示,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40 g,则饮料的密度为 kg/m3。
甲
乙
71.2
30
1.04×103
(2)只利用天平、两个完全相同的空烧杯和适量的水也能测量出饮料的密度。步骤如下:
①调好天平,测出一个空烧杯的质量m0;
②将一个烧杯装入适量的水,测出烧杯和水的总质量m1;
③另一个烧杯装同样高度的饮料,测出烧杯和饮料的总质量m2。
则烧杯内饮料的体积V= ,密度ρ= 。(两空均用已知量的字母表示,ρ水已知)
ρ水
$