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质量密度
密度测量及应用
适用学科
初中物理
适用年级
初中二年级
适用区域
新人教版
课时时长(分钟)
120
知识点
1.密度测量的原理.
2密度测量的方法
3密度的应用
学习目标
一、知识与技能
1学会一般测量物体密度的方法;
2.密度在生活中的应用;
二、过程与方法
1.通过对密度测量方法的讲解,使学生养成自主探究的习惯
三、情感、态度与价值观
1在实验探究中,让学生形成探究实验,获取知识的习惯。
学习重点
密度测量方法
学习难点
不同物体的密度测量方法
学习过程
一、复习预习
学习复习上节课的知识点并引导学生回顾质量密度的主要内容。
二、知识讲解
课程引入:
生活中,经常要对物体进行鉴定。
但是专家们一般都是怎么做的呢?
考点/易错点1密度测量原理
质量的测量
(1)生活中常见的测量质量的器具有:
杆秤、台秤、案秤和电子秤等,在实验室里测量质量的仪器是天平。
常用天平有两种:
物理天平和托盘天平。
(2)托盘天平的使用方法:
①把天平放在水平台上(1放平)
②把游码拨到标尺左端的零刻度线处。
(2拔零)
③调节平衡螺母使指针指在分度盘的中线处,此时横梁水平(调节螺母使平衡)
④物体放在左天平盘上,用镊子夹取砝码放在右天平盘内(左物右码)
⑤调节游码在标尺上的位置直到横梁恢复平衡。
(调节游码使平衡)
⑥被测物体的质量就等于右盘里所有砝码的总质量加上游码在标尺上所对应的刻度值.
(3)天平使用时的注意事项:
①不能超出天平的最大秤量范围。
②砝码要用镊子夹取,并轻拿轻放。
③天平要保持干燥清洁。
④不要把潮湿的物体或化学药品直接放在天平盘内
⑤不要把砝码弄脏弄湿,以免锈蚀。
(4)在测量物体质量时小质量的物体要用测多算少法。
密度的测定
根据密度的计算公式ρ=
,可知测定密度的基本方法是:
(1)用天平测出物体的质量
;
(2)如果是形状规则的固体,可用刻度尺测出有关数据,计算出体积
。
如果是形状不规则的固体,且不溶于水,则可采用量筒(或量杯),由量筒中水面放入物体后与放入物体前的两次液面示数差来测出固体体积
。
(3)将测出的物体质量
与体积
,代入公式ρ=
,求出组成物体的材料密度。
(4)量筒(量杯)的使用
a.估计被测物体的体积,选择适当的量筒或量杯。
b.观察量筒刻度每一小格表示的数值是多少。
c.量筒必须放置在水平桌面上,然后将液体倒入量筒中。
d.观察量筒液面到达的刻度值,视线要跟液面相平。
量筒和量杯的刻度单位是毫升(或升)。
1L=1dm3,1ml=1cm3
考点/易错点2、密度测量的方法
一、测固体密度
基本原理:
ρ=m/V
1.常规法:
器材:
天平、量筒、水、金属块、细绳
步骤:
1)、用天平称出金属块的质量m;
2)、往量筒中注入适量水,读出体积为V1,
3)、用细绳系住金属块放入量筒中,浸没,读出体积为V2。
表达式:
ρ=m/(V2-V1)
测固体体积:
不溶于水密度比水大排水法测体积
密度比水小按压法、捆绑法、吊挂法、埋砂法。
溶于水饱和溶液法、埋砂法
整型法如果被测物体容易整型,如土豆、橡皮泥,可把它们整型成正方体、长方体等,然后用刻度尺测得有关长度,易得物体体积。
.量筒的使用:
(1)量筒是测量液体体积的仪器,也可以间接测量固体体积
(2)使用量筒前,要先观察它的量程和分度值。
(3)读数时视线应与凹形液面的底部相平。
二、液体的密度:
1。
常规法:
器材:
烧杯、量筒、天平、待测液体
步骤:
1)、用天平称出烧杯的质量M1;
2)、将待测液体倒入烧杯中,测出总质量M2;
3)、将烧杯中的液体倒入量筒中,测出体积V。
计算表达:
ρ=(M2-M1)/V
2.等容法
器材:
烧杯、水、待液体、天平
步骤:
1)、用天平称出烧的质量M1;
2)、往烧杯内倒满水,称出总质量M2;
3)、倒去烧杯中的水,往烧杯中倒满待测液体,称出总质量M3。
计算表达:
ρ=ρ水(M3-M1)/(M2-M1)
2.用变式法测密度
(1)当不规则物体的密度小于水的密度时,可采用“助沉法”或“针压法”测量其体积。
(2)若不规则物体的体积过大,可用“溢水法”测量其体积,具体做法是:
将物体浸没于盛满水的容器中,用量筒接住溢出的水,则量筒中水的体积即物体的体积。
(3)利用物体的体积V物与其排开的水的体积V排水相等,通过测量其排开的水的体积V排水来测量物体的体积V物;或通过测量其排开的水的质量m排水,利用公式
计算出物体排开的水的体积V排水,从而得到物体的体积V物。
【说明】1.由于杯壁极易附着液体而倒不尽,为了减小误差,测液体密度必须采用“剩余法”。
2.测物体密度时测量误差的分析方法:
由
知,测量过程中所测得的m偏大或V偏小,都会造成测量值ρ偏大。
具体分析时要结合实验过程及方法,看m、V与真实值之间的差异变化。
考点/易错点3密度与物质鉴别
1.当计算得出的物质的密度与密度表中的几种物质密度相同时,还可以从物质的颜色、透明度、硬度,以及能否燃烧等性质上的差异作进一步的判断。
2.当计算得出的物质密度与密度表中某一物质相同时,并不能完全肯定该物质的种类。
因为该物体仍然有可能是由几种物质混合而成的,况且有物质不同密度相同的情况。
【说明】1.一定质量的物体的温度、状态改变时,体积、密度一般会发生改变。
2.向气体容器中充气,或气体用掉一部分,体积不变,质量改变,密度通常会改变,仍用
求质量变化后气体的密度。
3.在解答金属球是实心还是空心的题目时,可采用以下方法(假设球为铁球):
(1)密度比较法:
把求出的球的密度与铁的密度相比较,如果ρ球<ρ铁,则球是空心的。
(2)质量比较法:
假设铁球是实心的,求出实心球的质量与铁球的质量后相比较,如果m球 (3)体积比较法: 假设铁球是实心的,求出实心球的体积再与铁球体积比较,如果V球>V实,则球是空心的,空心部分的体积△V=V球-V实。 三、例题精析 【例题1】 例1请读数: 如图,在用天平和量筒测固体密度的实验中 (1)称物体质量时,当横梁平衡后,如图所示,则被测物体的质量是g; (2)把被测物体放入盛水的量筒中,则被测物体的体积是cm3; (3)被测固体的密度是g/cm3。 考点: 固体的密度测量实验。 思路分析: (1)天平的分度值为0.2g,读数为砝码质量加游码对应的刻度值。 (2)量筒的分度值为1mL,量程为0~50mL。 (3)用公式ρ=mV算出物体密度。 解析: (1)物体质量m=20g+5g+1.8g=26.8g。 (2)被测物体的体积V=30mL-20mL=10mL=10cm3。 (3)物体密度ρ=m/V=26.8g/10cm3=2.68g/cm3。 答案: 26.8;10;2.68 点评: 测固体密度的最基本方法: 用天平测出固体质量,用量筒测出固体体积,用ρ=m/V算出固体密度。 【例题2】 【在测量盐水密度的实验中, (1)小花先将盐水倒入量筒,如图甲所示,则盐水的体积为cm3;接着她用天平测出空烧杯的质量为30g,然后将量筒中的盐水倒入烧杯,用天平测量烧杯和盐水的总质量,天平平衡时的情景如图乙所示。 则烧杯和盐水的总质量为g。 (2)根据以上实验数据计算出盐水的密度为g/cm3,用该方法测得的密度比真实值偏。 考点: 液体密度的测量。 思路分析: (1)从图中量筒示数读出盐水的体积,从天平右盘中的砝码和游码读出质量; (2)根据密度公式计算盐水的密度,由于将盐水从量筒倒入烧杯的过程中,总会有部分盐水残留在量筒壁上,使质量偏小,导致密度不准确。 解析: (1)由图中知: V=30cm3;m总=63g; (2)m盐=63g-30g=33g; ρ=m盐/V=33g/30cm3=1.1g/cm3; 由于量筒内壁粘有液体所以质量偏小,体积V是真实的,导致密度偏小。 答案: (1)30;63 (2)1.1;小 点评: 考查液体密度的测量,难点是测量液体的体积与质量时怎样才能测得准确,步骤需要适当调整。 【例题3】 【如图所示是我国设计的北京2008年奥运会奖牌,奖牌正面为国际奥委会统一规定的图案,奖牌背面镶嵌着取自中国的玉石,形象诠释了中华民族自古以来以“玉”比“德”的价值观,是中华文明与奥林匹克精神的一次“中西合璧”。 奖牌分为金牌、银牌和铜牌。 其中金牌由纯银、玉石、纯金组成,金牌的总体积约为23cm3,镶嵌玉石的体积约为5.4cm3,纯金的质量约为6g。 (已知: ρ玉=3.0g/cm3,ρ金=19.3g/cm3,ρ银=10.5g/cm3)。 请问: (1)一枚金牌约需要玉石多少克? (2)一枚金牌除了玉石和纯金外,还需纯银约多少克? (计算结果保留一位小数) 考点: 密度公式的应用。 解析: 利用密度公式求解体积与质量问题。 答案: (1)金牌需要玉石的质量: m=ρV=3.0g/cm3×5.4cm3=16.2g (2)金牌中纯金的体积: V=m/ρ=6g/19.3g/cm3≈0.3cm3 金牌中纯银的体积: V=23cm3-0.3cm3-5.4cm3=17.3cm3 金牌中纯银的质量: m=ρV=10.5g/cm3×17.3cm3≈181.7g 【例题4】 小强的奶奶有一只玉镯,他通过网络了解到: 密度是玉器品质的重要参数,通过实验他测出了玉镯的密度,以下是他测量玉镯密度的实验步骤: (1)用调节好的天平测出玉镯的质量,当天平平衡时,右盘中砝码及游码的位置如图所示,则玉镯的质量是g (2)按下图所示的方法测出玉镯的体积,玉镯的体积是cm3。 A.把玉镯浸没在水中B.将溢出的水倒入量筒中 (3)玉镯的密度为kg/m3。 考点: 固体的密度测量实验。 思路分析: (1)天平读数等于砝码质量加游码对应的刻度值。 (2)物体排开的水的体积等于物体的体积。 (3)用公式ρ=m/V算出玉镯的密度。 解析: (1)玉镯质量m=50g+10g+0.4g=60.4g 故答案为: 60.4 (2)量筒中水的体积为20mL=20cm3。 故答案为: 20 (3)玉镯密度ρ=m/V=60.4g/20cm3=3.02g/cm3=3.02×103kg/m3。 故答案为: 3.02×103 点评: ρ=m/V的典型应用有三个,一是算出物质密度来鉴别物质;二是由ρ、V求大物体的质量;三是由m、ρ求不便于测量的物体的体积。 四、课堂运用 【基础】 1.一把汤匙的质量是18.4g,体积是8cm3,则根据如下密度表,可以知道做成这把汤匙的材料可能是() A.铝B.铜 C.铁D.陶瓷 2.有不同物质组成的甲乙两个体积相同的实心物体,质量之比是2: 3,这两种物质的密度值之比是() A.2: 3B.3: 2 C.1: 1D.以上答案都不对 3.已知冰的密度为0.9×103kg/m3,一定体积的水凝固成冰后,其体积将() A.增加1/10B.减少1/10 C.增加1/9D.减少1/9 4.一正方体金属块,其质量为21.6g,其大小如图所示(边长约为2cm)。 该金属块是由下表中的某一金属物质组成,请你判断,组成该金属块的物质是() A.铝B.银 C.金D.铁 5.一罐氧气用去一半后,其余下部分的密度() A.不变B.变小 C.变大D.
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- 关 键 词:
- 质量 密度