第二节 测量：物体的质量（教学课件）物理新教材沪科版八年级全一册

该初中物理课件聚焦“测量：物体的质量”，从《吕氏春秋》及古代权衡器具历史切入，衔接现代托盘天平，构建测量工具发展脉络，帮助学生建立从生活到实验室的质量测量工具认知体系。 其亮点在于紧扣物理观念、科学探究与科学思维，通过托盘天平结构功能解析、“放调测读收”规范操作步骤及累积法测微小质量（如大头针测量）等实例，培养学生实验能力与误差分析能力。学生能系统掌握测量技能，教师可高效开展实验教学。

实验报告：用托盘天平测量物体的质量 1. 实验目的 认识托盘天平的结构，掌握托盘天平的规范使用与调平方法。 学会用托盘天平测量固体和液体的质量，掌握间接测量液体质量的差量法。 二、实验器材 托盘天平（量程 0~200 g，感量 0.2 g）及配套砝码、小石块、烧杯、水、镊子。 三、实验原理 托盘天平基于杠杆平衡原理工作：当横梁水平平衡时，左盘物体的总质量等于右盘砝码总质量与游码对应示数之和。 液体质量采用差量法间接测量：先测出空容器的质量，再测出容器和液体的总质量，二者相减即为液体的质量。 四、实验步骤 （一）天平的调平操作（核心步骤） 水平放置：将托盘天平平稳放在水平工作台面上，确保底座无倾斜、无晃动。 游码归零：用镊子将游码轻轻拨至称量标尺左端的零刻度线处，使游码的左侧边缘与零刻度线完全对齐。 调节平衡螺母：观察分度盘上的指针偏转情况： 若指针偏向分度盘左侧，说明左盘偏重，将横梁两端的平衡螺母向右调节； 若指针偏向分度盘右侧，说明右盘偏重，将平衡螺母向左调节； 调节至指针静止时对准分度盘中央刻度线，或指针左右摆动的幅度相等，此时横梁达到水平平衡。 调平口诀：底座水平，游码归零，左偏右调，右偏左调。 注意：调平操作必须在称量前完成，称量过程中禁止再调节平衡螺母。 （二）测量固体（小石块）的质量 估测小石块的质量，确认其小于天平的称量（量程），避免损坏天平。 将小石块轻轻放在天平左盘的中央位置。 用镊子按照从大到小的顺序，向右盘依次添加砝码。 当加入最小砝码后指针偏右、取出该砝码后指针偏左时，停止加减砝码，用镊子缓慢向右移动游码，直至横梁再次平衡。 记录砝码总质量和游码对应的示数，二者相加即为小石块的质量。 重复测量 3 次，将数据记录在实验表格中。 （三）称量液体（水）的质量（核心步骤） 测空烧杯质量：将干燥的空烧杯放在天平左盘，按照上述规范操作，测量空烧杯的质量，重复测量 3 次并记录数据。 测总质量：向烧杯中倒入适量的水（不超过烧杯容积的 2/3，避免洒出），再次测量烧杯和水的总质量，重复测量 3 次并记录。 计算液体质量：利用公式 ，计算每次测得的水的质量。 （四）整理器材 实验结束后，用镊子将砝码全部放回砝码盒的对应槽位，游码拨回零刻度线，擦拭天平托盘，整理好实验台。 五、实验数据记录 实验次数 小石块的质量 / g 空烧杯的质量 / g 烧杯和水的总质量 / g 水的质量 / g 第 1 次 28.4 24.2 56.6 32.4 第 2 次 28.6 24.0 56.4 32.4 第 3 次 28.4 24.1 56.5 32.4 平均值 28.5 24.1 56.5 32.4 （注：以上为示例数据，实际实验以现场测量值为准） 六、实验结论 天平调平的核心：先水平放置、游码归零，再通过平衡螺母调节横梁至水平平衡。 固体质量可直接测量：（游码读数以左侧刻度为准）。 液体质量需间接测量：利用差量法，。 多次测量取平均值，可以减小偶然误差，提高测量的准确度。 七、交流与拓展 1. 调平常见问题分析 若游码未归零就调平天平，测量值会偏大，偏大的数值等于游码初始对应的示数。 若天平放置不水平，会导致测量值出现系统性偏差。 2. 液体称量的注意事项 烧杯必须保持干燥，内壁残留液体会导致空烧杯质量测量偏大，最终液体质量测量值偏小。 倾倒液体时避免洒在托盘或天平底座上，防止腐蚀器材，同时避免总质量测量偏小。 严禁将液体直接倒在天平托盘上称量，会腐蚀托盘、损坏天平。 3. 操作误差分析 用手直接拿砝码：砝码会因沾附汗液而锈蚀，实际质量偏大，导致测量值偏小。 物体和砝码放反：此时物体质量 = 砝码总质量 - 游码示数。 称量过程中调节平衡螺母：会破坏横梁平衡，导致测量结果错误。 学科网（北京）股份有限公司 $物理八年级全一册 •沪科版 第五章 质量与密度 第二节 测量：物体的质量 《吕氏春秋》有言：“权衡诚立，不可欺以轻重。” 自古以来，人类便以衡器为准绳，测物之轻重，量质之多寡。从先秦的铜权石衡，到秦代的统一度量，再到今日实验室的精密天平，质量测量的工具不断演进，而精准求实的计量精神一脉相承。欲知物质多少，必以测量为据；欲得准确数据，必以规范为法。 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 认识托盘天平的基本结构，知道称量与感量的物理意义，了解生活与科研中常见的质量测量工具，建立质量测量的工具认知体系。 02 科学思维 理解天平的杠杆平衡原理，能分析天平操作中的常见误差，掌握累积法测微小质量的物理思想，培养误差分析与方法优化的科学思维。 03 科学探究 能规范完成托盘天平的调平与质量测量操作，掌握固体与液体质量的测量方法，学会记录实验数据、处理实验结果，提升实验操作与数据处理能力。 04 科学态度与责任 养成规范操作、爱护实验器材的良好实验习惯；认识计量精准对科学研究的重要意义，树立严谨求实、精益求精的科学实验态度。 教学重难点 教学难点 教学重点 01. 结构认知：掌握托盘天平的基本构造，理解各部件的功能与作用。 02. 规范操作：熟练掌握托盘天平的使用步骤，能规范完成固体、液体的质量测量。 03. 数据处理：学会正确读取天平示数，掌握液体质量的间接测量方法。 01. 调平操作：准确掌握天平横梁平衡的调节方法，能判断与修正平衡偏差。 02. 误差分析：能分析操作不当带来的测量误差，判断测量值的偏差方向。 03. 方法拓展：理解累积法测微小质量的原理，能设计特殊质量的测量方案。 课堂引入 早在四千多年前，我国先民就发明了权衡器具，以杠杆原理称量物体轻重。春秋时期的铜环权、战国的天平衡杆，都是早期质量测量的珍贵实物。秦代统一度量衡，将称量的标准推行全国，为古代经济与手工业的发展提供了精准的计量支撑。 从古代的权衡到现代的台秤、电子秤，从实验室的托盘天平到科研级的精密物理天平，质量测量工具不断迭代升级，但核心原理始终一脉相承：以标准量器为参照，通过平衡比较，精准测定物体的质量。 “工欲善其事，必先利其器。” 托盘天平是初中物理实验室最基础的质量测量工具，掌握它的规范操作，是做好所有质量相关实验的前提。今天，我们就系统学习托盘天平的使用方法，完成固体与液体质量的精准测量。 知识点1 测量质量的工具 探索新知——托盘天平的结构 在实验室中，人们常用天平测量物体的质量，托盘天平是初中物理实验室最常用的测量工具。 托盘天平主要由底座、托盘、称量标尺、平衡螺母、指针、分度盘、游码、横梁等部分组成。 称量：天平一次能测出的最大质量，即天平的量程，可从底座铭牌上读取。被测物体质量不可超过称量，否则测不出准确质量，还会损坏天平。 感量：天平能测出的最小质量，由称量标尺的分度值决定。游码向右移动一格，相当于在右盘增加一个分度值大小的质量。 探索新知——托盘天平的使用方法 探索新知——托盘天平的使用方法 托盘天平的使用可分为放、调、测、读、收五个核心步骤，每一步都有严格的操作规范。 第一步：放 —— 水平放置 使用天平时，应将其放在水平工作台上，确保底座水平，避免因倾斜带来测量误差。 第二步：调 —— 调平平衡 测量前，先将游码移至称量标尺左端的零刻度线上，再调节横梁两端的平衡螺母，使指针对准分度盘的中央刻度线，此时横梁水平平衡。 调节口诀：指针偏左向右调，指针偏右向左调。 第三步：测 —— 左物右码 测量时，左盘放被测物体，右盘放砝码。根据估测的质量，按从大到小的顺序依次添加砝码；当添加最小砝码仍偏多、去掉又偏少时，移动游码，直至指针对准分度盘中央，横梁再次平衡。 探索新知——托盘天平的使用方法 第四步：读 —— 示数计算 物体的质量 = 砝码的总质量 + 游码在称量标尺上对应的示数。 注意：游码读数以左侧边缘对齐的刻度为准。 第五步：收 —— 整理器材 测量完成后，用镊子将砝码全部放回砝码盒，游码移回标尺零刻度线，整理好实验器材。 使用注意事项 取放砝码必须用镊子夹取，严禁用手直接接触砝码，防止砝码锈蚀影响精度。 潮湿物体、化学药品不能直接放到托盘中，防止腐蚀托盘，应放在烧杯或称量纸上称量。 测量过程中不能再调节平衡螺母，只能通过加减砝码和移动游码使天平平衡。 探索新知——托盘天平的使用方法 探索新知——其他测量工具 在生产、生活与科学研究中，还有多种质量测量工具，适用于不同场景： 生活常用：电子秤、案秤、台秤，具有操作方便、结构简单、结实耐用的优点，广泛用于市场、仓储等日常场景。 科研高精度：物理天平，测量精度远高于托盘天平，用于生产质检与科学研究中的精密质量测量。 探索新知——其他测量工具 在生产、生活与科学研究中，还有多种质量测量工具，适用于不同场景： 生活常用：电子秤、案秤、台秤，具有操作方便、结构简单、结实耐用的优点，广泛用于市场、仓储等日常场景。 科研高精度：物理天平，测量精度远高于托盘天平，用于生产质检与科学研究中的精密质量测量。 典例分析 例1 用天平测量物体的质量时，往右盘里加入质量最小的砝码后，指针稍微偏右如图所示，接下来的操作是（　　） A．向右调节游码 B．向左调节平衡螺母 C．取下最小的砝码后向右调游码 D．取下最小的砝码后向左调平衡螺母 【解析】A．由图可知，指针稍微偏右，说明右盘质量较大，如果向右调节游码相当于向右盘中增加砝码，指针会更偏右，故A不符合题意； BD．称量物体质量的过程中，不能再移动平衡螺母，故BD不符合题意； C．往右盘里加入质量最小的砝码后，指针稍微偏右，说明砝码质量稍微偏大，应取出最小的砝码，将处在零刻度位置的游码向右调，相当于往右盘增加更小的砝码，能使天平的横梁平衡，故C符合题意。 故选C。 C 典例分析 例2 下列说法中正确的是（　　） A．称量物体质量的过程中，若天平横梁不平衡，可调节平衡螺母 B．从砝码盒中提取砝码时，可用手取放 C．使用托盘天平称量时，左盘放物体，右盘放砝码 D．判断天平横梁是否平衡，一定要等指针静止下来 【解析】A．平衡螺母只能在调节天平时使用，如果称量过程中天平横梁不平衡应该向右盘添加砝码或向右移动游码，故A错误； B．从砝码盒中提取砝码时，不可用手取放，要用镊子夹取，故B错误； C．称量时，被测物体放在左盘，砝码放在右盘，故C正确； D．判断天平横梁是否平衡，不一定要等指针静止下来，在指针左右晃动时，若指针偏离分度盘中线的幅度相等，天平的横梁也认为是平衡的，故D错误。故选C。 C 知识点2 实验：用托盘天平测量物体的质量 探索新知——用托盘天平测量固体的质量 观察托盘天平，熟悉它的主要结构。 仔细阅读托盘天平的说明书。 根据说明书的要求练习调节托盘天平的方法。 用托盘天平测量下列物体的质量，并将测量结果记录在表中。 实验序号 一枚1元硬币的质量/g 一个乒乓球的质量/g 一本物理课本的质量/g 一个钩码的质量/g 1 6.03 2.7 200 50 备注：以上数据仅供参考，实际值应以学生测量为准。 探索新知——用托盘天平测量固体的质量 探索新知——用托盘天平测量固体的质量 1．使用前（怎么做？如何判断？） （1）放置：将天平放在水平台面上中央。 （2）调节横梁平衡： A．先将游码移至标尺左端的零刻线处； B．调节横梁两端的平衡螺母，使指针指在分度盘中央 若发现左端下沉或指针偏左， 平衡螺母要往右移，反之往左移 （使用前：放平拨零调平衡，左偏左重往右调，右偏右重往左调） 探索新知——用托盘天平测量固体的质量 3．托盘天平的使用（怎么用？如何读数？） 　（1）被测物体放在左盘，砝码放右盘； 　（2）砝码放置顺序：先大后小，再移游码； 　（3）天平平衡后读数： m物= m砝+ m游码示数。 （4）测量完毕，用镊子将砝码放回砝码盒，游码调回零处，以备下次使用。 探索新知——用托盘天平测量固体的质量 探索新知——用托盘天平测量液体的质量 用量筒量出一定体积的水和酒精，用托盘天平测量这些液体的质量。 （1）用托盘天平测最一只空烧杯的质量m0。 （2）将待测液体倒入空烧杯中。 （3）用托盘天平测量待测液体和烧杯的总质量m总。 将测量数据及计算结果记录在表中。 实验对象 空烧杯的质量m0/g 液体和烧杯的总质量m总/g 液体的质量m/g 水 酒精 探索新知——用托盘天平测量液体的质量 探索新知——用托盘天平测量液体的质量 注意事项： 实验中先测量空烧杯的质量m0，再测量液体和烧杯的总质量m总，液体的质量为 m=m总-m0 实验操作过程中注意器材的轻拿轻放，严格按照实验步骤操作。 交流讨论 1．为什么不能用手直接拿砝码？ 手上的汗液会沾在砝码上，使砝码锈蚀，导致砝码实际质量偏大，测量结果偏小，同时也会缩短砝码的使用寿命。 2．添加砝码为什么要从大到小？ 从大到小添加砝码，可以快速锁定质量范围，减少添加砝码的次数，提高测量效率，避免反复加减砝码。 3．如何测量一枚大头针的质量？ 一枚大头针质量太小，小于天平的感量，无法直接准确测量。可采用累积法：测量 50 枚大头针的总质量，再除以 50，得到一枚大头针的平均质量。 典例分析 例3 如图甲所示，小明所说的“多”是指铁钉的______比大头针大；若小明同学购买了如图乙所示的一盒大头针，他想知道这一盒大头针共有几枚大头针，他先用丙图工具测出100枚大头针的总质量，则一枚大头针质量为______mg，经计算可知这盒大头针含有约______枚大头针。这种测量方法称为______法。 【解析】…[1]质量是指物体所含物质的多少，小明所说的“多”是指铁钉的质量比大头针大。 [2]由电子天平上显示的数据可知，100枚大头针的总质量m总=8g，则一枚大头针质量 [3]这盒大头针总质量为50g，这盒大头针的数目 [4]由于一枚大头针的质量太小，无法直接测量，通过测量多枚（100枚）的总质量，再计算单枚质量，进而求出总数量，这种方法称为累积法。 质量 80 625 累积 典例分析 例4 某同学用天平测量一杯水的质量，如图，实验步骤如下： A．将水倒入空烧杯中，测出烧杯和水的总质量为m，如图甲。 B．调节天平平衡。 C．用天平测出空烧杯的质量为m0，如图乙。合理的实验步骤是_____，空烧杯的质量是____，烧杯和水的总质量是_____，水的质量是_________。 【解析】[1]测量水的质量时，应先调节天平平衡，然后测出空烧杯的质量，再测出烧杯合水的总质量，用烧杯和水的总质量减去空烧杯的质量即为水的质量。故正确的操作顺序是：BCA。 [2]由图乙知，天平标尺的分度值为0.2g，所以空烧杯的质量是m0=4.4g。 [3]如图甲，烧杯和水的总质量是m1=100g+50g+10g+1.4g=161.4g [4]水的质量是m=m1−m0=161.4g−4.4g=157g BCA 4.4g 161.4g 157g 课堂小结 课堂小结 课堂练习 课堂练习 探究新知 1. 请完成“用托盘天平测量物体的质量”的实验报告，在实验报告中说明如何调平天平、如何称量液体的质量等。 课堂练习 探究新知 2. 用托盘天平测量一金属块的质量，按照正确的实验步骤进行操作，当天平平衡时，右盘中砝码的情况和游码在标尺上的位置如图所示，则金属块的质量为________g。 36.6 1. 天平读数规则：物体质量 = 砝码总质量 + 游码示数，游码读左侧对齐刻度。 2. 砝码：。 3. 标尺量程，分度值；游码左侧对齐。 4. 金属块质量：。 课堂练习 探究新知 3. 请指出以下使用托盘天平时的说法或操作中有无错误，若有错，请说明错误的原因。 （1）加减砝码时，可用手直接轻拿轻放砝码； （2）不允许把化学药品直接放在托盘中。 有错，不能用手拿砝码，手上汗液会腐蚀砝码，使砝码质量不准，要用镊子夹取。 （1）错误：加减砝码用手直接拿取。 原因：手上的汗液、油污会沾在砝码上，造成砝码生锈、腐蚀，导致砝码质量不准，测量结果产生误差。正确操作：必须用镊子夹取砝码。 （2）说法正确。 原因：化学药品大多具有腐蚀性，直接放在托盘上，会腐蚀、损坏天平托盘，同时药品残留也会造成后续测量误差。称量化学药品时，应放在**称量纸或者烧杯**中进行测量。 没有错误，化学药品不能直接放托盘，防止腐蚀托盘。 课堂练习 探究新知 4. 一架托盘天平放在水平桌面上。某同学在调节横梁平衡时，发现指针偏左。其原因可能是（ ）。 A. 游码不在标尺的零刻度线上 B. 平衡螺母偏右 C. 平衡螺母偏左 D. 右盘内有异物存在 AC 调节横梁平衡时指针偏左，说明天平左侧偏重。平衡螺母偏左，左侧质量大，指针左偏；游码不在零刻度处也会造成调平时指针偏左。平衡螺母偏右、右盘有异物都会使指针偏右。 课堂练习 探究新知 5. 某同学在用调节好的托盘天平称一物体的质量时，在天平的右盘加了几个砝码后，他发现：当放入质量最小的砝码时，指针偏右；若将这个砝码取出，指针偏左。那么要测出物体的质量，该同学应采取的正确操作是_______________________________。 取出最小的砝码，向右移动游码，直至天平横梁平衡 1. 情景分析：放上最小砝码，指针偏右 → 右盘砝码总质量偏大；拿走最小砝码，指针偏左 → 右盘砝码总质量偏小。此时不能再增减砝码。 2. 游码的作用：游码相当于向右盘添加小质量。砝码无法精细调节时，要取下最小砝码，向右移动游码，直到天平平衡。 3. 最终物体质量 = 其余砝码总质量 + 游码对应的刻度值。 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业。 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 古人云 “权者，所以立衡准也；衡者，所以定轻重也。” 小小天平，衡的是物质之轻重，量的是科学之精准。规范的操作是数据准确的前提，严谨的态度是科学探究的基石。愿我们在每一次实验中都怀敬畏之心，行规范之操，以精准之量，探物理之真。 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 实验报告：用托盘天平测量物体的质量 1. 实验目的 认识托盘天平的结构，掌握托盘天平的规范使用与调平方法。 学会用托盘天平测量固体和液体的质量，掌握间接测量液体质量的差量法。 二、实验器材 托盘天平（量程 0~200 g，感量 0.2 g）及配套砝码、小石块、烧杯、水、镊子。 三、实验原理 托盘天平基于杠杆平衡原理工作：当横梁水平平衡时，左盘物体的总质量等于右盘砝码总质量与游码对应示数之和。 液体质量采用差量法间接测量：先测出空容器的质量，再测出容器和液体的总质量，二者相减即为液体的质量。 四、实验步骤 （一）天平的调平操作（核心步骤） 水平放置：将托盘天平平稳放在水平工作台面上，确保底座无倾斜、无晃动。 游码归零：用镊子将游码轻轻拨至称量标尺左端的零刻度线处，使游码的左侧边缘与零刻度线完全对齐。 调节平衡螺母：观察分度盘上的指针偏转情况： 若指针偏向分度盘左侧，说明左盘偏重，将横梁两端的平衡螺母向右调节； 若指针偏向分度盘右侧，说明右盘偏重，将平衡螺母向左调节； 调节至指针静止时对准分度盘中央刻度线，或指针左右摆动的幅度相等，此时横梁达到水平平衡。 调平口诀：底座水平，游码归零，左偏右调，右偏左调。 注意：调平操作必须在称量前完成，称量过程中禁止再调节平衡螺母。 （二）测量固体（小石块）的质量 估测小石块的质量，确认其小于天平的称量（量程），避免损坏天平。 将小石块轻轻放在天平左盘的中央位置。 用镊子按照从大到小的顺序，向右盘依次添加砝码。 当加入最小砝码后指针偏右、取出该砝码后指针偏左时，停止加减砝码，用镊子缓慢向右移动游码，直至横梁再次平衡。 记录砝码总质量和游码对应的示数，二者相加即为小石块的质量。 重复测量 3 次，将数据记录在实验表格中。 （三）称量液体（水）的质量（核心步骤） 测空烧杯质量：将干燥的空烧杯放在天平左盘，按照上述规范操作，测量空烧杯的质量，重复测量 3 次并记录数据。 测总质量：向烧杯中倒入适量的水（不超过烧杯容积的 2/3，避免洒出），再次测量烧杯和水的总质量，重复测量 3 次并记录。 计算液体质量：利用公式 ，计算每次测得的水的质量。 （四）整理器材 实验结束后，用镊子将砝码全部放回砝码盒的对应槽位，游码拨回零刻度线，擦拭天平托盘，整理好实验台。 五、实验数据记录 实验次数 小石块的质量 / g 空烧杯的质量 / g 烧杯和水的总质量 / g 水的质量 / g 第 1 次 28.4 24.2 56.6 32.4 第 2 次 28.6 24.0 56.4 32.4 第 3 次 28.4 24.1 56.5 32.4 平均值 28.5 24.1 56.5 32.4 （注：以上为示例数据，实际实验以现场测量值为准） 六、实验结论 天平调平的核心：先水平放置、游码归零，再通过平衡螺母调节横梁至水平平衡。 固体质量可直接测量：（游码读数以左侧刻度为准）。 液体质量需间接测量：利用差量法，。 多次测量取平均值，可以减小偶然误差，提高测量的准确度。 七、交流与拓展 1. 调平常见问题分析 若游码未归零就调平天平，测量值会偏大，偏大的数值等于游码初始对应的示数。 若天平放置不水平，会导致测量值出现系统性偏差。 2. 液体称量的注意事项 烧杯必须保持干燥，内壁残留液体会导致空烧杯质量测量偏大，最终液体质量测量值偏小。 倾倒液体时避免洒在托盘或天平底座上，防止腐蚀器材，同时避免总质量测量偏小。 严禁将液体直接倒在天平托盘上称量，会腐蚀托盘、损坏天平。 3. 操作误差分析 用手直接拿砝码：砝码会因沾附汗液而锈蚀，实际质量偏大，导致测量值偏小。 物体和砝码放反：此时物体质量 = 砝码总质量 - 游码示数。 称量过程中调节平衡螺母：会破坏横梁平衡，导致测量结果错误。 $