物体的测量质量密度测量物体密度的方法.docx
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物体的测量质量密度测量物体密度的方法
【物体的测量质量密度】测量物体密度的方法
一、测量初步质量密度
【知识要求】
(一)测量的初步
1.长度的:
国际单位制中长度的单位及其他常用的长度单位,长度单位的换算。
2.会正确使用刻度尺测长度(选用、放置、观察、度数、记录)。
3.知道测量结果由数值和单位组成。
4.知道测量有误差,误差和错误有区别。
5.知道测量长度的一些特殊方法。
(二)质量密度
6.理解质量的概念。
7.质量的单位和换算。
8.正确使用天平称物体质量(会调平衡螺母、会使用游码、会称量读数)9.理解密度的概念并能用密度的解决有关问题。
10.会查密度表,记住水的密度。
11.会用量筒、量杯测体积。
12.会用天平和量筒、量杯等测固体和流体的密度。
【知识结构】
【热点】
1.长度测量值的记录方法(估读和估算的问题)。
2.刻度尺的正确使用(包括刻度尺的正确选择、使用、读图的题)3.误差的概念以及误差和错误的区别。
4.质量和密度的概念。
5.利用密度公式进行计算。
6.质量和密度的测量(特别是设计性实验)。
【讲解重点难点】
1.刻度尺的正确使用。
2.知道一些特殊的测量方法。
3.质量和密度的概念及理解。
4.利用密度的知识解决有关问题。
①利用求ρ=m/v鉴别物质组成。
②利用求m=ρv来计算不易称量的物体的质量。
③利用求V=m/ρ来测量形状复杂的物体的体积。
④判断物体的空心、实心问题(三种比较法)。
⑤测量物体中所含各种物质的成分(列方程求解)。
⑥要学会查密度表及其意义,并要记住常见物质的密度。
⑦根据需要,可对不同密度的进行选择,同时也可以人为地制造出所需的密度。
(一)测量的初步
1.长度的单位及其换算
国际单位制中,长度的基本单位:
m;常用单位还有:
km,dm,cm,mm,μm,nm等。
换算关系见书。
在天文学中,常用光年作为长度单位。
1光年为光在1年内通过的距离,即:
1光年=3ⅹ108m/sⅹ365ⅹ24ⅹ3600s=9.46ⅹ1015m1m=10dm=100cm=1000mm=106μm
④平移法物体表面凹凸不平或几何体不规则时,我们可采用平移的方法来测物体的长度,如图所示,是测乒乓球直径的图示,生活中测身高也是用同样的办法。
⑤转化法刻度尺是直的,对于某一刻度尺,它的最小刻度值和量程是
确定的,如果直接用来测量一些特殊物体的长度,可能会受到一定的限制,于是改用转化法间接测物体的长度。
a.化曲为直测如图所示曲线的长度时,可以小心地让细线与曲线重合,再将细线拉直,用直尺直接测量。
b.化直为曲用已知周长的滚轮在较长的线段(如操场跑道、某段道路等)上滚动,用滚轮的周长乘以圈数得出线段长度。
c.化整为零把被测物体分成若干等份(如一根细线、一段铁丝等),使每一份的长度在刻度尺的测量范围之内,测一份长可算出全长。
(中丈量田地常用此法)
d.集小成多把n段相同长度的物体叠合,使叠合后的总长度比刻度尺的最小刻度长得多,测出总长度除以n,可以算出物体的长度,测纸张厚度,硬币的厚度、铜丝直径等常用此法。
e.化暗为明有些待测物体,不是明显地露在外面,而是隐含在物体的内部,刻度
尺不能直接测量,如玻璃管的内径、工件的裂缝等,可以选择大小合适的钢针插入孔内,在管口处给钢针作上记号,然后再测钢针记号处的直径即放工件的裂缝长.(常用千分尺测量)。
6.误差及减小误差的方法
1)物体的真实长度叫真实值,测量值和真实值之间的差异叫误差。
2)错误:
是由于不遵守测量仪器的使用规则、或读取、记录测量结果时粗心等原因造成的,是不该发生的,是能避免的。
测量错误:
测量方法不正确而产生的差错叫测量错误。
3)误差和错误不同,错误可以避免,而误差是由于测量工具本身的精密程度,测量环境等客观因素的影响,加上测量者自身主观因素的影响而产生的是不可避免的。
4)可以通过选用精密仪器,认真仔细地测量,改进测量方法,来减小误差,而多次测量求平均值是实验室做实验采用的主要方法。
(二)质量、密度1.质量及其单位
物体是由物质组成的,物体中含有物质的多少叫做质量,它是物体本身的一个基本属性,它不随物体的形状、位置、状态、环境温度的改变而改变。
在国际单位制中,质量的主单位是千克(kg),其他质量单位有吨(t)、克(g)、毫克(mg)等。
对质量的单位要形成具体的概念,如一枚五分硬币的质量大约是2g,一个鸡蛋的质量约为50g一根铅笔约5克,一个馒头2两。
2.质量的测量工具
实验室里测量质量常用天平(包括托盘天平、物理天平、分析天平、电子天平),日常生活中测量质量用的是杆秤、磅秤、台秤、电子秤、戥子等。
注:
弹簧秤测量重量的工具。
3.天平及其使用
托盘天平的原理实质是利用一个等臂杠杆的平衡条件而制成的,由左、右托盘、底座、横粱(含平衡螺
横梁就朝哪一端下沉。
当两盘中物体的质量相等时,横梁就能最终停在水平位置上,指针指在分度盘的中央。
根据这个道理,从右盘中放人质量已知的砝码,就可测出左盘中被测物体的质量。
托盘天平的使用方法:
(1)空载调节
方法:
天平必须放置于水平台上,游码拨到标尺最左端的零刻度线,调节横梁两端的平衡螺母使横梁上指针指在分度盘的中线处;若指针指在分度盘中线左侧,则需把平衡螺母向右移动,反之就向左移动。
(相反调节)
注意:
调节平衡后的天平如移动后,要重新调节空载平衡,不能直接使用。
(2)载物调平
方法:
被测物体放在左盘,砝码放在右盘,称量时先估计被测物体的质量,用镊子按由大到小的顺序,以最小砝码加上后右盘微翘再移动游码使平衡。
注意:
载物调平时,绝不允许去移动平衡螺母。
(3)认识天平砝码和游码
天平的砝码质量总按:
50g、20g、20g、10g、5g、2g、2g、1g?
?
这样的顺序循环的,所以夹取砝码也要按“5、2、2、1”的顺序。
游码是天平测量准确度的标志,使用时要认清游码上的最小刻度值,读数时应以游码的左侧对齐格数为准,例如图所示,读数应为O.7g。
(4)托盘天平使用歌诀
底坐水平,游码拔零;-----放
调节螺母,横梁平衡;-----调
左物右砝,加码从大,切勿手拿,大否小定,游码补平;-----称
求和为称。
-----记(5)使用注意事项:
①不能超过称量。
②必须左物右砝。
③保持天平干燥、清洁,不要把潮湿的物体和化学物品直接放在天平盘里。
④砝码须用镊子夹取,不能用手直接拿取,同时轻拿轻放。
⑤天平的左右盘不能互换,左盘为“1”,右盘为“2”。
⑥测量完毕后,应把砝码放回砝码盒中。
4、质量的测量
(1)直接测量质量:
对于干燥的、颗粒状的且没有腐蚀性的固体,可直接测量。
如:
铁、铜、木、蜡块等。
(2)间接测量质量:
对于潮湿的物体(包括固体、液体等)、粉末状的固体粉末以及有腐蚀性的物体,应借助容器或有关器皿进行间接称量。
具体步骤:
①先测量m器。
②再测量m总。
③求m待。
测量次序能倒过来吗?
原因:
如果先将液体倒入容器测m总,再将液体倒出测容器质量梳,由于容器中必然会有残余液滴即液体质量的一小部分留在容器内,所以这样测量误差较大。
(3)质量的特殊测量方法
①累积法(受天平感量限制的一些小物体)m1=m总/n
②取样比例法(如长度、面积、体积、数量、质量、密度等)③等量待替法
④不等臂天平称质量(m待=m1?
m2)运用杠杆原理。
5.体积的测量
①测量工具:
实验室里常用量筒、量杯来测量物体的体积。
②单位:
国际单位是m3,常用单位还有dm3(L)、cm3(mL)、mm3等。
③量筒、量杯的使用:
量筒、量杯里液面到达的刻度时,视线要与液面齐平。
若量筒和量杯里的液面是凹形的,要以凹形的底部为准:
液面是凸形的要以顶部为准。
④体积的测量:
A:
对于有规则的几何形状外形的固体,可按照其几何模型的体积公式测出有关量求出其体积。
B:
对于没有一定几何形状的物体,可设法把物体完全浸入某种液体中,得出其体积变化,则该体积变化就是该物体的体积。
(排水法求体积,指不溶于液体或不发生化学反应,注意处理气泡、物体孔隙、化学反应、溶解等现象的问题)ρ物≥ρ液可完全浸入;ρ物
之一。
不同物质密度一般是不同的,同种物质密度在通常情况下为一定值,与物体的质量和体积无关,但物质密度与状态或温度有关。
(2)密度的计算公式:
ρ=m/v及变形公式.对密度公式等的理解
同一种物质密度相同,物体的质量与它的体积成正比,即当ρ一定时,
m1V1
?
m2V2
m1?
1
?
m2?
2V1?
2
?
不同的物质密度不同,在质量相同的情况下,物体的体积跟密度成反比,即当m一定时,V2?
1
不同的物质密度不同,在体积相同的情况下,物体的质量与密度成正比,即当V一定时,
(3)单位及换算
单位:
在国际单位制中,密度的基本单位是kg/m3。
常用单位还有t/m3、kg/dm3、g/cm3等。
单位换算:
1t/m3=1kg/dm3=1g/cm3=103kg/m3。
7.关于质量和密度两个概念的区别
质量是物体的属性,而密度是物质的特性。
如一瓶汽油用去一半,剩下一半的质量只是原来的二分之一,但密度却不变。
一个物体的质量不随环境温度变化,但密度却随温度变化,如一瓶水,温度从O℃升到4℃,体积变小,质量不变,密度要变大,由4℃升到100℃,体积变大,质量不变,密度变小,故4℃的水密度最大。
一个物体的状态发生变化时,质量不变,因为体积要发生变化,所以密度要发生变化,如一块冰化成水后,密度由0.9×103kg/m3变成1.0×103kg/m3,但质量不发生变化,所以体积要变小。
8、密度的测量(重点讲解用天平和量筒测固体和液体的密度)
(1)原理:
ρ=m/v。
(2)器材:
天平、量筒或量杯等。
(擅于借用水巧妙测量待测固体和液体的密度)3)方法一:
①用天平测出被测物的质量。
②用量筒或量杯测出被测物的体积。
(直接或间接测量)
1.测液体的体积:
往量筒内倒入适量的液体,读数时,视线要跟凹形水面的底部相平,其读数即为液体的体积。
(直接测量)ρ=m/v
2.测固体的体积:
a.往量筒中倒人适量的水并记下此时量筒的读数v1;b.把待测固体浸没在水中,记下此时量筒的读数v2;c.则待测固体的体积为v3=v2-v1.(间接测量)ρ=m/(v2-v1)③根据ρ=m/v,求出物质的密度。
(4)方法二:
①用天平称出玻璃杯和液体的总质量m1;
②把杯中液体倒入量筒中一部分,记下量筒中液体的体积v;③称出玻璃杯和杯中剩余液体的质量m2;
④记录实验数据,并求出液体的密度ρ=(m1-m2)/V9、密度的应用。
①利用求ρ=m/v鉴别物质组成。
②利用求m=ρv来计算不易称量的物体的质量。
③利用求V=m/ρ来测量形状复杂的物体的体积。
④判断物体的空心、实心问题(三种比较法)。
⑤测量物体中所含各种物质的成分(列方程求解)。
⑥要学会查密度表及其意义,并要记住常见物质的密度。
⑦根据需要,可对不同密度的材料进行选择,同时也可
以人为地制造出所需的密度。
10、密度的应用讲解见质量和密度计算、实验题集锦。
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例1一定质量的水结成冰后(冰的密度为0.9×10kg/m)则()
A.密度减小了1/10B.密度减小了1/9C.体积增大了1/10D.体积增大了1/9
例2有一只玻璃杯,它的质量为0.1kg,当杯内装满水时,杯和水的总质量为0.4kg,用此杯装金属颗粒若干,杯和金属粒的总质量为0.8kg,若在装金属颗粒的杯中再装满水时,杯、金属颗粒和水的总质量为0.9kg,求:
(1)玻璃杯的容积;
(2)金属颗粒的密度和质量。
例3为制作高度为2m的英雄塑像,先用同样材料制作一个小样,高度为20cm,质量为3kg,那么这个塑
像的质量将是________吨。
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