内容正文:
第3章 物质的特性
知识点一:质量
1、一切物体都是由物质组成,质量的含义:表示物体所含物质的多少。它是物体本身的一种属性,其大小不会随物体的形状,状态,温度,位置的改变而改变。
2、物体质量的主要单位(标准单位)是千克,符号kg。常用单位有:吨(t),克(g),毫克(mg)
3、单位换算:1吨=1000千克 1千克=1000克=106毫克 1克=1000毫克
感受质量的大小:一个鸡蛋的质量约为50g,一个苹果的质量约为150g,成人:50Kg—60Kg,大象6t;一只公鸡2Kg,一个铅球的质量约为4Kg。
知识点二:质量的测量
1、测量质量常用的工具有电子秤、杆秤、磅秤等(弹簧秤不是测量质量的工具)。
实验室中常用托盘天平测量质量。
2、托盘天平的基本构造是:左盘、右盘、平衡螺母、游码、底座、分度盘、指针、横梁标尺、砝码及砝码盒、镊子。
平衡螺母:用来调节天平横梁的平衡。指针和分度盘:判断天平是否平衡,可以根据指针在分度盘上左右摇摆幅度是否相等来判断,不必等到指针完全停止摆动,只要摆动幅度相同即可。
3、使用天平注意事项:
①注意称量值不能超过量程(最大称量值);
②玛法不能用手直接取,应用镊子取,称后及时放回砝码盒,以免生锈;
③防止天平与潮湿、有腐蚀性的物体接触;
④加砝码时要轻放轻拿。
化学药品不能直接放在托盘上(可在两个盘中都垫上大小质量相同的两张纸或两个玻璃器皿再称量)。
4、托盘天平使用方法:
①调平:将天平放在水平桌面上,将游码移动至标尺左端零刻度线处(游码归零),调节横梁上的平衡螺母,使指针对准分度盘零刻度线或指针在中央刻度线左右小范围等幅摆动。(判断天平是否平衡的依据)调节平衡螺母的方法归纳为“螺母反指针法”,也就是当指针向右偏,应将横梁上的(左或右)平衡螺母向左调,当指针向左偏,应将横梁上的(左或右)平衡螺母向右调。
②称量:把被测物体放在左盘,估计一下被测物体质量后,用镊子按“先大后小”的顺序向右盘中依次试加砝码,如果添加最小的砝码嫌多,而退出这个最小的砝码又嫌小,这时应退出最小的砝码,再调节游码在标尺上的位置,分度盘的中央刻度线上。(“左物右码”)
③读数:被测物体质量=所有砝码总质量+游码指示的刻度值。(游码以左端刻度线为准,注意每一小格代表多少g。)
④收好:测量完毕,将砝码放回砝码盒,游码归“0”。
注:
注意点一:砝码的规格:100g,50g,20g,10g,5g,2g,1g(每种砝码最多两个);
注意点二:游码的量程=砝码中最小的砝码;
注意点三:称量时,指针偏右,则减少砝码或游码向左移;指针偏左,则增加砝码或游码向右移;
注意点四:称量时绝对不可用平衡螺母来调节平衡;
注意点五:砝码变重(如生锈),则测量出的数值比真实值偏小;砝码变轻(如磨损),则测量出的数值比真实值偏大;
注意点六:若物体错放在了右盘,则物体质量=左盘所放砝码总质量—游码所示刻度值。
知识点三:密度
1、密度定义:单位体积的某种物质的质量叫做该物质的密度。
密度是物质的固有属性,与物体的形状、体积、质量无关,即对于同一物质而言,密度值是不变的。(如:一杯水和一桶水的密度是一样的;) 通常不同的物质,密度也不同。
2、密度的公式: ρ=m/v (公式变形:m=ρv ; v=m/ρ) ρ表示密度,m表示质量(单位:千克或克),v 表示体积(单位:米 3或厘米 3)。水银的密度为13.6×103千克/立方米,表示的意义是1立方的水银的质量是13.6×103千克。
3、密度的单位:
①常用密度的单位:千克/立方米 或 克/立方厘米(kg/m3,g/cm3)
②两者的关系: 1克/立方厘米=1000千克/立方米 1千克/立方米=1×10-3 克/立方厘米
③水的密度=1×103千克/立方米=1克/立方厘米
4、用天平和量筒测定物质的密度,实验原理是利用密度公式 ρ=m/V 计算出密度的大小。
5、形状为规则的长方体固体的密度
(1)调节天平,用天平测量出物体的质量 m;
(2)用刻度尺测量出该物体的长、宽、高 分别为a、b、c;
(3)固体的密度ρ=m/(a·b·c)。
6、测密度大于水的固体的密度,其实验步骤是
(1)选择样品,取被测物质的样品;
(2)调节天平,用天平测出被测样品的 质量 ;
(3)用量筒采用排液法,测出被测样品的 体积 ;
(4)用密度公式计算出物质的密度。
7、测液体的密度,其实验步骤是:
(1)调节天平,测出烧杯与液体的 质量和 ,记为m1,再测出烧杯倒入量筒部分样品时的质量m2,液体的质量 m=m1-m2
(2)在量筒中读出的液体样品V;
(3)用公式求出液体的密度。
8、测密度小于水的固体的密度,实验步骤如下:
(1)调节天平并测出样品的质量;
(2)用沉锤法测出样品的体积,具体做法是:在量筒内盛有一定量的水,放人铁块,记下水面达到的刻线位置W,再将样品跟铁块系在一起沉入水中,记下此时水面达到刻线位置V2,如图所示,则样品的体积 V=V2-V1 ;
(3)用公式 ρ=m/V 计算被测物质的密度。
9、用天平、玻璃杯和水测定液体的密度
①调节天平,用天平测量出空玻璃杯的质量 m₁
②在玻璃杯中装满水,用天平测量出玻璃杯和水的总质量 m₂
③在玻璃杯中装满液体,用天平测量出玻璃杯和液体的总质量 m₃
④液体的密度ρ=(m₃—m₁)/(m₂—m₁)·ρ水
知识点四:物质的三态
1、物质的存在状态通常有三种:气态、液态、固态,物质的三种状态在一定条件下可以相互转化,这种变化叫做物态变化。
2、固体有固定的体积和形状,液体有体积没有形状,气体没有一定的体积和形状
知识点五:热与热量
1、温度不同的两个物体之间发生热传递时,热会从温度高的物体传向温度低的物体。高温物体放热,降温;低温物体吸热,升温。
2、热量:物体吸收或放出的热,用符号Q表示,热量单位为焦耳,简称焦,符号J。
知识点六:熔化与凝固
1、我们把物质由固态变成液态的过程叫做熔化;由液态变成固态的过程叫做凝固。凝固是熔化的逆过程,凝固过程要放出热量,熔化过程要吸收热量。
2、具有一定的熔化温度的物体叫做晶体,没有一定的熔化温度的物体叫非晶体。晶体和非晶体的主要区别是:是否具有熔点;无论是晶体还是非晶体,熔化时都要吸收热量。
3、晶体熔化时的温度叫做熔点 。它是晶体的一种特性。
4、晶体在凝固过程中温度保持不变的温度叫做 凝固点 。同一晶体的 熔点 和凝固点 是相同的。
常见晶体:萘、海波、冰、石英、金刚石及各种金属
常见非晶体:沥青、玻璃、松香、橡胶、塑料、石蜡等
5、在晶体加热熔化过程中,熔化前温度逐渐上升,固态;熔化时温度保持不变,状态为固液共存;熔化后温度逐渐上升,液态。(注:熔化时间不是加热时间。)
6、区分晶体和非晶体熔化和凝固图像的标志是:看T-t的图像中有没有一段平行于横轴的等温图像。
知识点七:汽化和液化
1、物质由液态变气态的过程叫做汽化,物质由气态变成液态的过程叫做液化。
2、汽化吸热,液化放热。
3、液体汽化有两种方式:蒸发和沸腾。
蒸发是在任何温度下进行的汽化现象,一般只在液体表面进行;
沸腾是在一定温度下,在液体表面和内部同时发生的剧烈汽化现象。
沸腾特点:在一定温度(沸点)下进行,低于这个温度时,液体吸收热量,温度上升,不沸腾;在这个温度时,液体吸收热量,温度不变,沸腾。
沸腾的条件:(同时具备)a液体的温度达到沸点(沸点:液体沸腾是的温度);b继续吸收热量。
沸腾过程:沸腾前气泡上升,气泡体积变小(因为液体温度没有达到沸点,气泡内水蒸气增多后气泡会在水中上浮,上浮的气泡遇到上层凉水将变小) 沸腾时气泡上升,气泡体积变大(因为水的温度达到沸点,液体变气体进入气泡,并在水面破裂放出大量蒸汽)
刚烧开水的时候,容器边出现气泡(因冷水中溶有少量空气,温度高,气体在液体中溶解少)
4、蒸发的三个影响因素是:液体温度高低、液体的表面积大小、液体表面空气流通快慢。
5、蒸发时,液体的温度降低,周围环境的温度降低。温度计从酒精中取出后示数将先下降后上升。
(下降是因为玻璃泡上的酒精在蒸发时要吸收热量,后上升是因为酒精蒸发完后回到室温)
汽化方式
蒸发
沸腾
相同点
都是汽化现象,都是液态变成气态,都要吸热
不同点
发生部位
在液体表面
液体表面与内部同时发生
温度条件
任何温度下
在一定温度下(沸点)
剧烈程度
较缓慢
剧烈
温度变化
有制冷作用
温度不变
影响因素
①温度②液体表面积③液体表面空气流速
大气压强(气压变大,沸点升高;气压变小,沸点降低)
知识点八:升华和凝华
1、升华,物质直接从固态变成液态的过程。————吸热。
凝华,物质直接从气态变成固态的过程。————放热。
2、升华现象:樟脑丸变小,干冰消失,冬季结冰的衣服变干,白炽灯用久了变细。
凝华现象:针状雾凇(人造雪景)、冰棍外的“白粉”、发黑的灯泡、霜的形成。
3、云,水蒸气上升至高空温度降低后液化成小水滴凝华成小冰晶聚,聚集成云。
雨,云中小水滴变大降落到地面。
雪,当水蒸气上升到很冷的高空时(低于0℃) ,水蒸气凝华成六 角形冰花,冰花聚结在一起形成雪。
露,夜间空气中水蒸气在气温较低时液化在植物体和其他物体的表面形成露。
雾,无风时,暖湿气流(水气)在地面附近遇冷液化成小水珠,形成雾。
霜,寒冷的冬天,地表附近的水蒸气,在夜间遇到温度很低的地表物体和植物时,凝华成霜。
4、严冬,冰冻衣服变干是 冰升华 的结果;严寒的冬季,北方地区玻璃窗上出现的“冰花”是水蒸气凝华的结果,它往往出现在玻璃窗的内表面;樟脑丸放入衣箱后会升华成杀虫的气体。
5、干冰是 固 态的 二氧化碳 。当将干冰(固体二氧化碳)粉喷洒到舞台上,迅速 升华 致冷,使空气中的水蒸气遇冷 液化 成小水珠来制造“白雾”以渲染气氛。可以用来制造“舞台烟雾”、 进行人工降雨 以及 冷藏食品 等。
知识点九:物质的变化
1、没有别的物质生成的变化是物理变化;有别的物质生成的变化是化学变化。化学变化的本质是有新的物质生成。
知识点十:物质的性质
1、不需要化学变化就能表现出来的性质叫物理性质;包括:颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度、溶解性、吸附性、导电性导热性。
2、只能在化学变化中才能表现出来的性质叫化学性质。包括可燃性、氧化性、酸性、碱性、腐蚀性等。
a.物质的性质决定着变化,而变化又决定性质,物质的性质和变化是两个不同的概念。
b.性质通常用“易(不易)”、“能(不能)”、“可以”“会(不会)”、“难”等词来描述。如:铁能生锈,二氧化碳会使澄清石灰水变浑浊,酒精易挥发等。
c.变化时一个动态的过程,发生变化时往往伴随一些现象发生。如:铁生锈,二氧化碳使澄清石灰水变浑浊,酒精挥发,盐酸使石蕊试液变红(变浑浊,变红,消失了等都属于化学现象)
知识点十一:温度对物质性质的影响
1、温度对物体的物态变化存在影响,如对物体加热,可以使物体从固态——液态——气态的改变,同理,降温时,会有气体——液态——固态的改变,即物理状态的改变
2、温度的改变同样会对物质产生化学变化。如对硫酸铜晶体加热,可见蓝色晶体逐渐变白色,且烧杯壁有水珠产生,说明了升高温度使硫酸铜晶体分解。往无水硫酸铜粉末加水,也会发现固体变蓝色且温度升高,说明在化学变化中也存在能的转化
知识点十二:探索物质变化和性质的方法
1、探究物质的变化的基本方法是通过观察现象和实验等,寻找物质变化的证据,由物质变化过程中所获得的信息对物质的性质进行分析推测,观察现象是解决科学问题的重要步骤。
2、物质变化的证据要有形状、状态、颜色、温度的改变,产生气体、沉淀、pH变化等。
(1)形状改变:如铁丝弯折成各种形状,玻璃破碎等。
(2)状态改变:如冰雪融化蜡烛熔化、干冰升华等。
(3)温度改变:如钢铁的熔化。
(4)颜色改变:如树叶变黄、硝酸铅和碘化钾反应,氧化铁溶液与硫氰化钾溶液反应。
(5)产生沉淀:如硝酸铅和碘化钾反应、澄清石灰水与碳酸钠溶液反应。
对天平的使用与操作存在错误
【例题1】(2023秋•余姚市期末)小余用托盘天平进行液体质量测量的实验。
(1)测得药液和药瓶的总质量为60g,然后将药液倒一部分在量筒中,如图甲所示,再将药瓶放在天平上称剩余的质量,天平平衡时如图乙所示,量筒中药液的体积是 mL,量筒中药液的质量是 g。
(2)小余在整理器材时发现天平左盘上粘有一小块橡皮泥。下列分析正确的是 。
A.橡皮泥质量较小,对天平的测量不会起任何作用
B.若橡皮泥是在天平调平前粘上去的,则量筒中药液的测量结果仍然正确
C.若橡皮泥是在天平调平后(未称量前)粘上去的,则量筒中药液的测量结果小于真实值
D.橡皮泥无论是在什么时候粘上去的,量筒中药液的测量结果都不会准确
(3)小余还想用天平测出100g的药液备用,他应 (选填下方“A”或“B”),然后往左盘空瓶中缓慢加药液,当看到指针摆动如 图(选填图丙中的“a”或“b”)所示状态时,再改用胶头滴管加药液直至天平横梁恢复平衡。
A.先测出空药瓶的质量,接着向右盘中再添加100g的砝码
B.先向右盘中再添加100g的砝码,接着测出空药瓶的质量
【解答】解:(1)如图甲所示,药液的体积:V=20mL=20cm3=2×10﹣5m3;
如图乙知:剩余药液和烧杯的总质量是砝码20g+5g,游码刻度3.6g,共20g+5g+3.6g=28.6g;
量筒里液体的质量是:m=60g﹣28.6g=31.4g。
(2)AB.若橡皮泥在调节前沾上,调节平衡螺母后,左右两边平衡,在测量时不影响测量结果,故A错误,B正确;
CD.如果橡皮泥在调节后沾上,橡皮泥就相当于在左盘里的物体,此时测量的质量值就等于橡皮泥和物体质量之和,测量值偏大,故C、D错误。
故选B。
(3)①小余还想用天平测出100g的药液备用,他应先测出空药瓶的质量,接着向右盘中再添加100g的砝码,故选A;
②然后往左盘空瓶中缓慢加药液,当看到指针摆动如b图所示状态时,药液的质量略小于砝码的质量,再改用胶头滴管加药液直至天平横梁恢复平衡。
故答案为:( 1 ) 20;31.4;(2)B;(3)A;b。
【练习1】(2023秋•义乌市校级月考)小思到同学家过生日时,同学送给她一个鸡蛋,她对鸡蛋的质量进行了测量:
(1)甲图是小思同学调节横梁平衡的过程,她的错误应该是 。
(2)改正错误后,分度盘上的指针如图乙所示,此时应将平衡螺母向 调节,使天平平衡。
(3)测量蛋的质量时,将最小为5g的砝码放入托盘天平的右盘后,分度盘上的指针如图丙所示,接下来小思应采取的操作是 ,直至天平横梁平衡。
(4)最终所用砝码和游码的位置如图丁所示,则该蛋的质量是 g。
(5)小思想用该蛋完成老师布置的拓展实验,需要用到38g食盐,于是也利用天平进行量取,操作如下:
①在天平的两盘中各放入一张相同的纸片,调节天平横梁平衡。
②将天平放在水平桌面上,游码调零。
③在天平的左盘中缓慢加入食盐。
④在天平的右盘中加入35g砝码,并将游码调至示数为3g处。
⑤使天平再次平衡,完成食盐量取。
上述操作中你认为合理的操作顺序是 (用序号表示)。
【解答】解:(1)图甲在调节平衡螺母时,游码没有移到标尺左端零刻线;
(2)当调节天平横梁平衡时,将游码移至横梁标尺左端零刻度线处,如图乙发现指针停在分度盘的左侧,要使平衡螺母向右调,使横梁平衡;
(3)由图丙知,测量质量时加入最小的5g砝码后,指针偏向右侧,说明砝码的总质量较大,这时蛋的质量小于右盘中砝码的总质量;接下来的下来的操作是:取下5g砝码并向右移动游码,直至天平横梁平衡;
(4)蛋的质量是:m=50g+4g=54g;
(5)要量取38食盐,要先通过增减砝码并调节游码使天平测量值为38g,然后缓慢加入食盐使天平平衡,故测量次序为:②①④③⑤。
故答案为:(1)游码没有移到标尺左端零刻度线;(2)右;(3)取下5g砝码并向右移动游码;(4)54;(5)②①④③⑤。
对固体与液体的几种密度测量方法存在疑问
【例题2】(2024秋•宁波期中)小科发现橙子在水中下沉,他用实验测量它的密度。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,把游码放到标尺左端的零刻度线处,调节天平的 直到指针指在分度盘中线处。
(2)用调节好的天平称橙子的质量,当天平重新平衡时,所用砝码和游码在标尺上的位置如图所示。利用排水法测出橙子体积是150cm3,则橙子的密度为 g/cm3。
(3)小科换了一种测量方法,在薄壁透明小水槽中注入适量的水(密度为ρ水),将其置于水平桌面上。让空烧杯漂浮在水面上,测出水的深度为h;再将橙子放入烧杯中,此时烧杯仍漂浮在水面上,测出水深为h1最后将橙子取出放入水槽中,烧杯仍漂浮在水面上,橙子沉底后,浸没在水中,测出水深为h2。整个过程中水没有溢出,且橙子不吸水。由此可求出橙子密度ρ橙= (用字母表示)。
【解答】解:(1)把托盘天平放在水平台面上,把游码放到标尺左端的零刻度线处,调节天平的平衡螺母使天平水平平衡;
(2)橙子的质量为:m=100g+50g+10g+2g=162g,
橙子的密度为:ρ1.08g/cm3;
(3)设盛有水的水槽底面积为S,
当装有橙子的烧杯漂浮在盛有水的水槽中漂浮时,排开水的体积的增加量为ΔV排=S(h1﹣h),
则由漂浮条件可得橙子的重力为:G橙=ΔF浮=ρ水ΔV排g=ρ水S(h1﹣h)g,
橙子的质量为:m橙ρ水S(h1﹣h),
橙子的体积V橙=ΔV排′=S(h2﹣h),
则橙子的密度为:ρ橙ρ水;
故答案为:(1)平衡螺母;(2)1.08;(3)ρ水。
【练习2】(2023秋•义乌市校级月考)实验小组的同学做测量某物体密度的实验。
(1)天平调平衡时指针如图甲所示,此时应将平衡螺母向 调;测量质量时砝码和游码在标尺上的位置如图乙,用量筒量出物体的体积如图丙,则被测物体的密度为 kg/m3。
(2)若按图丙中先测出物体的体积,再将物体取出直接用天平测量质量,则所测物体的密度比真实值 (选填“大”或“小”)。
(3)老师说不用砝码和量筒也能测出物体的密度,于是他们用两个相同的烧杯(满足实验需求)、没有砝码的天平、刻度尺以及足量的水等器材,设计了如下实验方案。请你将实验步骤补充完整:
①烧杯中装入适量水,用刻度尺测出水面到烧杯杯底的高度h1。
②将物体放入烧杯中完全浸没,用刻度尺测出此时水面到烧杯杯底的高度h2。
③将步骤②的烧杯放在天平的左盘,在右盘放一个相同的烧杯, ,用刻度尺测出水面到玻璃杯杯底的高度h3。
④用上述步骤中的测量表示物体密度的表达式为:ρ物= (水的密度用ρ水表示)。
【解答】解:(1)调节天平横梁时,指针偏向分度盘的左侧,应将平衡螺母向右调节,直至天平平衡;
由图乙可知,物体质量m=20g+5g+2g=27g;
与图丙可知,物体的体积V=30mL﹣20mL=10mL=10cm3;
物体的密度ρ2.7g/cm3=2.7×103kg/m3;
(2)先测的体积,则将物体从量筒的水中取出会沾水,再测的质量会偏大,由ρ可知,测出物体的密度比真实值偏大;
(3)①烧杯装适量的水,用刻度尺测出水面到烧杯底的距离为h1;
②将物体放入烧杯中完全浸没,用刻度尺测出水面到烧杯底的距离为h2;
③将步骤②中的烧杯放在天平的左盘,在天平右盘放一个相同的烧杯,向烧杯中加水,直至天平平衡,用刻度尺测出水面到烧杯底的距离为h3;
设烧杯的底面积为S,则物体的体积V=S(h2﹣h1),物体的质量m=ρ水(h 3﹣h 1);
物体的密度为:ρ物ρ水。
故答案为:(1)右;2.74×103;(2)大;(3)③向烧杯中加水,直至天平平衡;④ρ水。
物态的三种变化与实际现象不能良好对应
【例题3】(2023秋•柯桥区月考)生活中常把碗放在大锅内的水中蒸食物,碗与锅底不接触,如图所示,当锅里的水开始沸腾以后,碗中的水将( )
A.同时沸腾
B.稍后沸腾
C.不会沸腾,温度能够达到水的沸点
D.不会沸腾,温度总是低于水的沸点
【解答】解:开始锅与碗中的水都会吸热升温,但当锅中的水达到沸点时吸热会沸腾起来,但温度不再升高。
此时碗中的水也会达到沸点,但由于碗中的水与锅中水的温度相同,所以不能继续吸热,所以碗中的水不会沸腾。
故选:C。
【练习3】(2024春•海曙区期末)下列关于物态变化的描述中不正确的是( )
A.冬天,北方房屋窗户玻璃的外表面易结冰花,是凝华现象
B.夏天,驾驶汽车时常开冷空调,挡风玻璃内表面易起雾,是液化现象
C.舞台造雾常用干冰,雾的形成是干冰升华后,空气温度急剧下降,二氧化碳液化而形成的
D.烧开水看到的白汽是水蒸气液化后形成的
【解答】解:A、冬天,北方房屋窗户玻璃的内表面易结冰花,冰花是水蒸气遇冷凝华形成的,此过程是凝华现象,故A符合题意;
B、夏天,驾驶汽车时常开冷空调,挡风玻璃外表面易起雾,此雾是水蒸气遇冷液化形成的,故B符合题意;
C、舞台造雾常用干冰,雾的形成是干冰升华后,空气温度急剧下降,水蒸气液化而形成的,故C符合题意;
D、烧开水看到的白气是水蒸气液化后形成的,故D不符合题意。
故选:ABC。
【练习4】(2024春•宁波期末)小科发现妈妈每次洗完头发后,总是用电吹风吹湿头发,而且还用梳子不停地抖动头发,这是为什么呢?( )
A.用电吹风吹湿头发,主要是为了加快水分表面的空气流动;减慢水分蒸发
B.用梳子不停地抖动头发主要是为了提高水的温度,以加快水分蒸发
C.用梳子不停地抖动头发主要是为了减少水的表面积,加快水分蒸发
D.用梳子不停地抖动头发主要是为了增加水的表面积,加快水分蒸发
【解答】解:洗完头发后,为让头发干快些,用电吹风吹湿头发,主要是为了加快水分表面的空气流动,加快水分蒸发;
用梳子不停的抖动头发,这样是为了增加水的表面积,加快水分蒸发。
故选:D。
密度的计算,尤其是空心问题的计算
【例题4】如图甲所示,体积为500cm3的平底圆柱形容器和一个质量为158g的铁球置于水平桌面上,容器厚度不计。容器内盛水时,容器和水的总质量与水的体积关系如图乙所示。
(1)由图乙可知,该容器的质量为 克。
(2)当容器盛满水时,容器和水的总质量是多少克?
(3)在容器盛满水后,将铁球轻轻放入容器,铁球静止后停在容器底部,此时容器的总质量是多少克?(铁的密度为7.9×103kg/m3)
【解答】解:(1)由乙图可知,当液体的体积为0时,容器的质量为m容器=100g,
(2)当液体体积为:V液体=200cm3时,容器和液体的总质量m总=300g,
则液体的质量:m液=m总﹣m容器=300g﹣100g=200g,
液体的密度:ρ液1g/cm3;所以这种液体为水;
容器内盛满水时,水的体积:V水′=500cm3,
则水的质量:m水′=ρ水V水′=1g/cm3×500cm3=500g,容器和水的总质量是:m总'=m容器+m水′=100g+500g=600g;
(3)容器内盛满这种水后,再将铁球轻轻地放入容器中,铁球沉入容器底,
根据密度公式得,铁球排开水的体积等于溢出水的体积等于铁球的体积,即,V溢=V球20cm3=2×10﹣5m3,
根据密度公式得,溢出液体的质量m溢=ρ液V溢=1g/cm3×20cm3=20g,
此时容器、水和小球的总质量为:m总''=m容器+m水′+m球﹣m溢=100g+500g+158g﹣20g=738。
【练习5】一个50cm3的铁球,质量是237g,(ρ铁=7.9×103kg/m3)
(1)通过计算说明该小铁球是空心的,还是实心的?
(2)若小铁球是空心的,空心部分的体积是多大?
(3)若空心部分注满某种液体后,球的总质量为0.253kg。则注入液体的密度是多少kg/m3?
【解答】解:(1)由ρ可知,
铁球中铁的体积:
V铁30cm3,
因为V铁<V,
所以此球为空心;
(2)空心部分的体积:
V空=V﹣V铁=50cm3﹣30cm3=20cm3;
(3)在空心部分注满某种液体后,
液体的质量为:
m液=m总﹣m=253g﹣237g=16g,
液体的体积:
V液=V空=20cm3,
液体的密度:
ρ液0.8g/cm3=0.8×103kg/m3。
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