2模块二 测量及密度.docx
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2模块二测量及密度
2014年高考解决方案
复习内容:
测量及密度
马到成功
复习内容:
测量及密度
【考纲要求】
长度测量
1.长度单位及单位换算
了解
2.根据日常经验估测常见的物体的长度
了解
3.测量有误差,误差和错误的区别
了解
质量和密度
质量
1.质量是物体的属性
了解
2.质量的单位及单位换算
了解
3.根据日常经验估测常见物体的质量
了解
密度
1.密度的概念
了解
2.密度的单位及单位换算
了解
3.水的密度
了解
4.运用密度公式解决有关问题
理解
【知识网络】
【知识归纳】
【基础知识】
1、物质:
(1)组成:
分子、原子
(2)原子结构:
原子核、和外电子
(3)固、液、气宏观及微观特点
2、质量:
(1)、定义:
物体所含物质的多少叫质量。
物体和物质是不同的概念。
一切物体由物质构成;物体有质量物质有密度。
(2)、单位:
国际单位制:
主单位kg,常用单位:
tgmg
对质量的感性认识:
一枚大头针约80mg一个苹果约150g
一头大象约6t一只鸡约2kg
(3)、质量的理解:
固体的质量不随物体的形态、状态、位置、温度而改变,所以质量是物体本身的一种属性。
(4)、测量:
在测量物体质量时小质量的物体要用测多知少法。
⑴日常生活中常用的测量工具:
案秤、台秤、杆秤,实验室常用的测量工具托盘天平,也可用弹簧测力计测出物重,再通过公式m=G/g计算出物体质量。
⑵托盘天平的使用方法:
①“看”:
观察天平的称量以及游码在标尺上的分度值。
②“放”:
把天平放在水平台上,把游码放在标尺左端的零刻度线处。
③“调”:
调节天平横梁右端的平衡螺母使指针指在分度盘的中线处,这时横梁平衡。
④“称”:
把被测物体放在左盘里,用镊子向右盘里加减砝码,并调节游码在标尺上的位置,直到横梁恢复平衡。
⑤“记”:
被测物体的质量=盘中砝码总质量+游码在标尺上所对的刻度值
⑥注意事项:
A不能超过天平的称量B保持天平干燥、清洁。
⑶方法:
A、直接测量:
固体的质量B、特殊测量:
液体的质量、微小质量。
【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。
【天平使用时的注意事项】
1、不能超出天平的秤量。
(天平能够称的最大质量叫天平的最大秤量)
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。
3、体积
测体积——量筒(量杯)
⑴用途:
测量液体体积(间接地可测固体体积)。
⑵使用方法:
“看”:
单位:
毫升(ml)=厘米3(cm3)量程、分度值。
“放”:
放在水平台上。
“读”:
量筒里地水面是凹形的,读数时,视线要和凹面的底部相平。
⑶体积的测量方法:
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<ρ液漂浮.(悬锤法、针压法);
C:
测质量算体积。
4、密度:
(1)、定义:
单位体积的某种物质的质量叫做这种物质的密度。
(2)、公式:
变形
(3)、单位:
国际单位制:
主单位kg/m3,常用单位g/cm3。
这两个单位比较:
g/cm3单位大。
单位换算关系:
1g/cm3=103kg/m31kg/m3=10-3g/cm3
水的密度为1.0×103kg/m3,读作1.0×103千克每立方米,它表示物理意义是:
1立方米的水的质量为1.0×103千克。
(4)、理解密度公式
⑴同种材料,同种物质,ρ不变,m与V成正比;即
物体的密度ρ与物体的质量、体积、形状无关,但与质量和体积的比值有关;密度随温度、压强、状态等改变而改变,不同物质密度一般不同,所以密度是物质的一种特性。
⑵质量相同的不同物质,密度ρ与体积成反比。
即
⑶体积相同的不同物质密度ρ与质量成正比。
(5)、图象:
左图所示:
ρ甲>ρ乙
(6)、密度表揭示了大部分常用物质的密度。
①气体的密度比固体和液体的密度小1000倍左右。
②不同物质的密度一般不同,这说明密度是每种物质自身的特征。
不随物体的大小、轻重等因素变化。
③同种物质的状态发生变化的时候,它的密度也将发生变化。
例如:
水凝固成冰。
④不同物质的密度也有相同的情况。
例如:
冰和蜡;煤油和酒精。
但是这并不影响鉴别物质,因为密度虽然是物质的特性,但不是唯一的特性。
⑤对密度,并不能认为固体的密度一定比液体的密度大。
例如:
液体水银的密度就大于固体铜、铁、铝等密度。
2、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O.9×1护kg/m3变成1.O×103kg/m3,但质量不发生变化,所以体积要变小。
3、密度的计算和应用
利用密度知识解答计算题一定要认真审题,弄清题中哪些量是已知的,所求的物理量与已知的物理量之间的关系,当题目中出现多个未知量时,最好列方程组求解,并注意单位的统一。
1、密度有四个方面的应用:
(1)根据密度鉴别物质。
(2)根据密度要求选择材料。
(3)计算不便直接测量的物体的质量。
(4)计算不便直接测量的物体的体积。
2、物质的密度可以用实验测定。
原理:
ρ=m/V
用天平称出物体的质量,对于形状不规则的物体,可利用量筒和水测出它的体积,对于液体,可用量筒直接测它的体积,利用密度公式即可算出组成该物体的物质密度。
说明:
在测不规则固体体积时,采用排液法测量,这里采用了一种科学方法等效代替法。
【知识进阶】
测量的初步知识
正确使用刻度尺
正确使用刻度尺的方法可用五个字加以概括.即“认、放、看、读、记”.
(1)认,就是认识刻度尺.首先看它的零刻线在哪里?
是否磨损?
另外看它的量程是多少?
分度值(两条相邻刻线间的距离)是多少?
(2)放,即尺的位置应放正.一是使刻度尺的零刻线与被测物体的边缘对齐;二是刻度尺应与被测物体的边平行,即尺应沿被测长度;三是对较厚的刻度尺应使刻度线贴近被测物体.
(3)看,视线不能斜歪,视线应与尺面垂直.
(4)读,即读数.除读出准确值外,还应估读一位数值.
(5)记,指的记录.记录测量结果应包括准确值、估计值和单位.
在事先没有给定刻度尺时,还要根据测量的要求选择恰当的刻度尺.
质量和密度
1.托盘天平的调节和使用
调节托盘天平时,首先把天平放在水平台上,并把游码置于标尺左端的零刻度线处.然后调节横梁平衡,要知道调什么(横梁右端的平衡螺母),知道判断是否平衡的依据(指针是否指在分度盘的中线处或两边摆动的幅度相等),知道怎么调(指针偏向分度盘中线的左侧,则要将横梁右端的平衡螺母向右调;指针偏向分度盘中线的右侧,则要将横梁右端的平衡螺母向左调),在计算物体质量时,不要忘记游码所对的刻度值(游码所对刻度值以游码左边为准).这些问题,经常成为各地考试的考查点.
2.如何理解密度的概念
密度是物质的一种特性.所谓特性是指物质本身具有的而又能相互区别的一种性质.密度反映的是各种不同物质单位体积的质量不相等的特性.对同种物质,密度是相同的;不同物质,其密度一般是不同的.
物质的密度与该物质组成的物体的质量、体积、形状等无关,物质密度与物质的种类有关,密度的大小等于质量与体积的比值,即ρ=
,但不能说物质的密度与质量、体积有关,不能说密度跟质量成正比,跟体积成反比.因为同种物质的质量与其体积成正比,质量增大(或减小)为原来的几倍,体积也随之增大(或减小)为原来的几倍,其比值是不变的.
3.测固体的密度
㈠、测密度大于水的固体的密度。
其实验步骤是:
①调节天平,用天平测出被测物体的质量m。
②先在量筒中倒入体积为
的水,再将用细线拴牢的固体浸没水中,读出这时的总体积
,那么固体的体积
(该方法称之为排液法)。
③用公式
计算出物质密度。
④若要知道该物质是由什么材料构成的,可查密度表与标准值对照即可。
㈡、测密度小于水的固体的密度(如木块,蜡块等)。
实验步骤如下:
①调节天平测物体的质量。
②用沉锤法测出它的体积。
具体做法是:
在量筒内盛有一定量的水,放入铁块如图1A所示,记下水面达到的刻度线
,再将物体和铁块一起沉入水中,记下此时水面达到的刻度位置
,如图1B所示,则
,③用公式
计算出被测物质的密度。
4.测液体的密度
㈠原理:
ρ=m/V
㈡实验步骤如下:
①用天平测液体和烧杯的总质量m1;②把烧杯中的液体倒入量筒中一部分,读出量筒内液体的体积V;③称出烧杯和杯中剩余液体的质量m2;④锝出液体的密度ρ=(m1-m2)/V
5、密度的应用:
⑴鉴别物质:
密度是物质的特性之一,不同物质密度一般不同,可用密度鉴别物质。
(ρ=m/v)
⑵求质量:
由于条件限制,有些物体体积容易测量但不便测量质量用公式
m=ρV算出它的质量。
⑶求体积:
由于条件限制,有些物体质量容易测量但不便测量体积用公式V=m/ρ算出它的体积。
⑷判断空心、实心问题(三种比较法)。
⑸测量物体中所含各种物质的成分(列方程求解)。
⑹要学会查密度表及其意义,并要记住常见物质的密度。
⑺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。
【记忆口诀】
质量
物质多少叫质量,要用天平测质量。
状态位置温形状,四变不变物质量。
密度
质量除以物体积,等物密度物属性。
不管将物怎样分,物质密度永恒定。
密度不受质量控,同物质体比恒定。
气体永远满容器,有气出容密降低。
除水之外的物质,都有热胀冷缩性。
所以物质的密度,还要受到温度控。
温度升高密度减,温度降低密度增。
压强增减质量恒,压增体减密度增。
托盘天平三字经
用天平,放水平。
看量程,看分度。
游归零,调横平。
左下沉,调向右。
针分中,横已平。
左放物,砝放右。
拨游码,到横平。
砝加游,等质量。
物错右,砝减游。
【例题解析】
长度的测量
例1下面哪个物体的长度接近6cm()
A.教科书的长度B.墨水瓶的高度
C.钢笔的长度D.铅笔芯的直径
分析:
在生活中,经常要估测长度,若能掌握身边常见物体的长度(如指甲宽约1cm,一柞长约20cm)作为估测长度的参考标准。
则题中各物体的长度就不难判断了。
解:
选B。
例2图l-l是用一把厚刻度尺测量一木块长度的方法,请指出图中的错误。
(天津市中考题)
图1-1
分析:
利用刻度尺测长度应使刻度尺沿着所测直线(图中刻度尺斜放);还要使刻度尺的刻度线紧贴物体(图中没有达到);读数时视线应与尺面垂直(图中斜视)。
解:
其错误发生在
(l)刻度尺斜放
(2)零刻度线没有对应木块边缘
(3)刻度线没有紧贴木块
(4)视线与刻度尺不垂直
质量的测量
一、质量的测量
1.测量工具:
实验室、化验室常用的仪器是天平,生活中常用的测量工具有杆秤、案秤、
台秤、电子称等。
2.天平的使用方法:
①把天平放在水平台上,把游码放在标尺左端的零刻线处。
②调节横梁右端的平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处。
③把被测物体放在左盘里,用镊子向右盘里加减砝码并调节游码在标尺的位置,直到横梁恢复平衡,m物=m砝+m游。
天平的正确使用
【例题1】用调好的天平称物体的质量。
当左盘中放入待测物体,右盘中加入35g砝码时,天平指针偏向分度盘右边,这时〔〕
A.向右盘中加砝码B.减少右盘中的砝码
C.将游码向右移动D.将右端的平衡螺母向左调节
【解析】
天平在正确使用的过程中,有两次“调平”,一是使用前调节天平平衡螺母使其横梁平衡,二是在测量过程中向右盘中增减砝码并移动游码,使横梁再次平衡。
已经调节好的天平,在使用时,就不应再调节平衡螺母,故选D是错误;左盘中放待测物体,右盘加砝码时,指针偏向分度盘右边,这时应减小右盘中的砝码,不可向右移动游码,向右移动游码等于向右盘增加砝码,故选项A、C也是错误。
该题正确答案为B。
托盘天平称物体质量的顺序
【例题2】某同学在使用托盘天平称物体质量时,采用了如下步骤:
1.把天平放在水平桌面上,把游码放在标尺左端零点上;
2.调节天平横梁右端螺母;
3.将被测物体放在右盘里;
4.根据估计用手将砝码放在左盘里,再移动游码直到横梁平衡;
5.计算砝码的总质量,并观察游码所对应的刻度值,得出所称物体的质量;
6.称量完毕把砝码放回盒内。
以上有三个步骤中各有遗漏和错误。
请在下列横线上写出这些遗漏和错误步骤的序号,并在横线上加以补充或纠正:
A.
B.
C.
【解析】
在用托盘天平称物体质量时,需熟练掌握天平的正确使用方法。
如使用前的调平,使用中的调平、正确读数及注意事项。
从题中所给的六个步骤看,第2步内容不完整,即调节天平横梁右端螺母,调到什么情况下才行呢,应予以叙述;第3步内容有错误,即被测物体应放在左盘里,不应放在右盘里;第4步内容也有错误,砝码不能用手拿,而应用镊子夹取,且砝码应放在右盘,不应放在左盘。
该题的正确答案为:
A.2中时指针指在分度盘的中线处,这时横梁平衡;B.3中将“右”改为“左”;C.4中将“手拿”改为“镊子夹”,将“左”改为“右”。
使用天平测细小物体质量,要注意天平的最小称量。
若被测物体的质量小于最小称量,应采用“测多数取平均值”的方法来求得,这种方法通常也叫“累积法”。
例如,一张邮票、一粒纽扣、一颗黄豆、一小段棉线等的质量,都可用“累积法”测量。
二、对密度公式ρ=m/V的正确理解
1.物体的密度由公式ρ=m/V计算。
2.同种物质,密度相同,物体的质量m与体积V成正比,即当ρ一定时,m1/m2=V1/V2
3.不同的物质,密度不同,当体积一定时,物体的质量m与密度成正比,即当V一定时,m1/m2=ρ1/ρ2,当质量一定时,物体的体积与密度成反比,即当m一定时V1/V2=ρ2/ρ1。
比较两种物质的密度
【例题3】物体a的体积是物体b的体积的1/2,将物体a放在已调好的天平左盘,物体b放在天平的右盘,天平恰好平衡,则物体a的密度ρa与物体b的密度ρb的比值:
A.2:
1B.1:
2C.4:
1D.1:
4
【解析】
比较两种物质的密度时,首先要确定两个物体的质量和体积关系,然后利用ρ=m/V进行分析计算。
对不同的物质而言,它们的密度一般不相同,这时我们利用ρ=m/V来比较大小,必须明确体积。
本题给出的条件是天平平衡,天平平衡是指质量相等,由此可以用:
当m一定时Va/Vb=ρb/ρa。
推出Va/Vb=2:
1。
三、测定物质密度的有关技法
1.观察比较法
观察比较法是物理学中常用的方法之一,他要求对各种物理现象、物理实
验在观察的基础上,与确定的对象(或标准)进行比较后,做出正确的判断或结论。
【例题4】将16g盐完全溶解在如图1甲所示的量筒内的水中,液面升高后的位置如图1乙所示,则图乙中盐水的密度为。
【解析】
运用观察比较法,首先要确定标准,这一般在“图”中已画出;然后观察对象与标准去比较;最后做出判断。
这里的标准就是量筒的最大刻度和最小分度,只有认清它,才能准确读数。
本题要计算出盐水的密度,必须知道盐和水的质量和盐水的体积,水的质量可以通过图1甲读出,然后计算出水的质量,从而计算出盐水的密度。
2.程序法
物理现象的发生有其自身规律,物理实验的操作有一个合理的步骤,实验仪器的调节也有一定的次序,依据“步骤”、“次序”来分析现象、解答问题的方法就称为程序法。
例题2就是运用程序法解决问题的例子,用程序法解题的一般步骤是:
(1)将事物发展的整体过程分解为若干个部分;
(2)找出各个部分的特点及相互关系;(3)应用一定物理规律或法则将各个部分组合起来。
具体到实验中来是先仪器调整,后观察记录,在分析计算。
3.替代法测密度
在缺少量筒的情况下,用替代的方法,也能测出物质的密度,例如在缺少量筒的情况下,常用水的体积来替代被测物体的体积。
而水的体积是用天平先称出其质量后,运用V水=m水/ρb计算得来,这样就不需要量筒了。
对形状不规则的固体采用溢水法。
将被测物体浸没在盛满水的容器中,细心收集被溢出的水,并用上述方法计算出体积,该水的体积就是这个固体的体积。
对液体采用标记法。
将同一容器分别盛水与待测液体至同一记号处(或盛满),容器内水的体积就是待测液体的体积。
【例题5】给你天平、量筒和水,要测出石蜡的密度,还需要哪些辅助器材?
写出实验步骤。
【解析】
该实验的关键是测出石蜡的体积,由于石蜡不下沉,可用细线把它和一铁块捆在一起浸入水中,用排水法测出体积,因此该实验还需要的辅助器材有:
铁块、细线。
实验步骤:
(1)用天平称出石蜡的质量m。
(2)将量筒内装入一定体积的水。
(3)把铁块放入量筒内,计下水面位置的读数V1。
(4)把铁块和石蜡用细线栓在一起,放入量筒内,让石蜡和铁块全部浸入水中,在记下水面的位置的读数V2。
(5)算出石蜡的体积V蜡=V2-V1,则ρ蜡=m蜡/(V2-V1)
四、判断物体是“空心”还是“实心”
(1)比较密度:
根据公式ρ物=m物/V物,求出ρ物,再与该物质密度ρ比较,若ρ物<ρ,则
为空心,若ρ物=ρ,为实心。
(2)比较体积:
把物体作为实心物体对待,由公式V=m/ρ,求出V,再与V物比较。
若V<V物,
则该物体为空心,若V=V物,则该物体为实心。
(3)比较质量:
把物体作为实心物体对待,由公式m=ρV,求出体积为V的实心物体的质量,然后将m与物体实际质量m物比较,若m>m物,则该物体为空心,若m=m物,则该物体为实心。
【例题6】有一铁球质量为50kg,体积为1×10-2m3,试判断此球是空心还是实心的?
(已知铁的密度为7.9×103kg/m3)
【解析】
(1)比较体积V=m/ρ铁=6.3×10-2m3∵V铁>V球∴该球是空心的
(2)比较质量m铁=ρ铁V球=79kg∵m铁<m球∴该球是空心的
(3)比较密度ρ铁=m球/V球=5×103kg/m3∵ρ铁<ρ铁∴该球是空心的
【达标检测】
【基础练习】
测量的初步知识
一、填空题
1.人们常把集成电路称为微电子器件,这个“微”字不只是微小的意思,在物理学中,微电子器件是指芯片中的线宽在1μm左右.目前,世界上最先进的线宽已降到0.13μm.数年后,有可能降到0.05μm,合______nm,合______m,它标志着信息技术将从微电子时代发展到纳米电子时代.
2.刻度尺是用来测量物体_______的工具.使用前,应先注意观察它的_______、_______、_______.
3.下面是某名粗心学生的一组测量记录,请你替他补上单位,并据此判断出他所用刻度尺的分度值:
一位同学身高170.5______,刻度尺的分度值是______;教室门框高2.00______,刻度尺的分度值是______;一枝新铅笔的长度17.50______,刻度尺的分度值是______.
4.某同学用刻度尺测得某一物体的长度为12.81cm,则该测量值的准确值是______cm,估计值是______cm.
5.如图1—3所示,甲图中木块的长度是______cm,乙图中木块的长度是______cm.
图1—3
6.用刻度尺测量一本书的厚度是7.0mm,这本书有200页,那么这本书每张纸的平均厚度是______mm,这把尺的分度值是______.
二、选择题
1.测量时,用同一测量工具对同一被测物测量几次,是为了
A.取其中最准的一次B.“测多算少”
C.取几次测量的平均值,减小误差D.消除测量中的误差
2.关于误差的下列说法中,错误的是
A.测量值和真实值之间的差异叫误差
B.只要仔细测量,就可以避免误差
C.测量工具越精密,测量方法越合理,误差就越小
D.用多次测量的平均值作为测量结果,误差就可以小些
3.一个同学用mm刻度尺测一个物体的长度,他认真测四次,测得的值分别是7.15cm、7.17cm、7.14cm、7.16cm,那么这个物体的长应该是
A.7.17cmB.7.14cmC.7.155cmD.7.16cm
4.用刻度尺测量物体的长度时,下列要求中错误的是
A.测量时,刻度尺不能歪斜
B.零刻度线磨损的刻度尺,可以从其他刻度线量起
C.测量时,都必须从刻度尺的左端量起
D.读数时,视线要与尺面垂直
5.下列各物体中,长度接近120cm的是
A.教室内40W日光灯管的长度B.一个标准篮球的直径
C.一张普通写字台的长度D.学生所用课桌的高
6.某学生在测量记录中忘记写单位,下列哪个数据的单位是cm
A.一支铅笔的直径是7B.茶杯的高度是10
C.物理书的长度是2.52D.他自己的身高是16.7
三、实验题
1.测量一棵大树的树干的直径,应选用什么测量器具最简捷?
写出测量方法.
2.某同学欲测量一根长为l的细铜丝的直径,他的实验步骤如下
A.将细铜丝拉直,用刻度尺测出细铜丝的长度l1;
B.用刻度尺测出圆铅笔杆上铜丝绕圈总长度l2;
C.用铜丝的长度l1除以铜丝的圈数n,即得细铜丝的直径d;
D.将细铜丝紧密排绕在铅笔杆上;
E.数出排绕在铅笔杆上的细铜丝的圈数n.
(1)以上步骤中,没有必要的步骤是______,错误的步骤是______,还缺少的步骤是:
F______.
(2)实验步骤的合理顺序应是______.
3.根据上题的思想方法,请你用一把分度值是毫米的刻度尺,测出物理课本一张纸的厚度.简述测量方法,给出纸的厚度表达式.
质量和密度
一、填空题
1.在地球上称得宇航员的质量是70kg.他乘宇宙飞船到达月球时的质量是______.
2.一实心金属块的质量是2160g,体积是0.8×10-3m3,这个金属块的密度是______kg/m3.如果将它截去
,则剩下金属块的密度是______kg/m3.
3.市场上出售一种“金龙鱼”牌食用调和油,瓶上标有“5L”字样,已知该瓶内调和油的密度为0.92×103kg/m3,则该瓶油的质量是______kg.(已知1L=1×10-3m3)
4.人体的密度与水的密度差不多,一个正常成年人的质量约为____kg,其体积约为____m3.
5.由同种材料制成的两个物体,其质量之比m甲∶m乙=3∶1,其密度之比为___
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- 2模块二 测量及密度 模块 测量 密度
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