学思面授班初二物理秋季常规班讲义 第6讲质量密度实验突破教师版.docx
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学思面授班初二物理秋季常规班讲义第6讲质量密度实验突破教师版
题型一:
既有天平又有量筒
例题精讲
【例1】在“使用托盘天平和量筒测量小金属块密度”的实验中:
【例2】
【例3】
【例4】
【例5】
(1)把托盘天平放在水平桌面上,将游码移到标尺左端零刻度线处,发现指针偏向分度盘的左侧,此时应该把平衡螺母向 右
(选填“左”或“右”)调节,才能使天平平衡;
(2)天平平衡后,把小金属块放在左盘,用镊子向右盘加减砝码,当把砝码盒中最小的砝码放人右盘后,发现指针偏向分度盘的右侧,接下来正确的操作步骤是取出最小的砝码并向右移动游码
直到天平再次平衡,此时测出小金属块质量如图所示为78
g;
(3)用细线拴好小金属块,放入盛有适量水的量筒中,结果如图所示,则小金属块的体积为10
cm3;
(4)该小金属块的密度为7.8×103
kg/m3.
1【答案】右;取出最小的砝码并向右移动游码;78;10;7.8×103
【例2】张明和王芳合作,进行“测定盐水的密度”的实验.
实验器材:
天平(含砝码)、量筒、烧杯、盐水.
实验步骤:
①用天平测出空烧杯的质量m1;
②将盐水倒进烧杯,用天平测出装有盐水的烧杯的总质量m2;
③将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,读出盐水的体积V;
④计算出盐水的密度:
.
他们收拾好实验器材后,一起对实验的过程进行了评估:
张明说:
我们的实验原理正确,实验器材使用恰当,操作过程规范,读数准确,计算无误,得出的盐水密度是准确的.
王芳说:
在操作过程中,我发现有一点儿盐水沾在烧杯内壁上,这样,尽管我们操作规范,读数准确、计算无误,但我们测量得到的数据还是有了误差,导致计算的结果也有误差.
张明认真思考后,同意了王芳的意见,然后,他们一起继续探讨如何改进实验方案,尽量减小测量误差.
(1)王芳这里所指的“测量误差”是在上述实验步骤的步骤产生的,导致了盐水体积读数(填“偏大”或“偏小”),从而使得盐水密度的计算结果(填“偏大”或“偏小”).
(2)为了减小实验误差,必须从质量和体积两方面的测量进行控制.根据张明和王芳的分析意见,在不增加实验器材的条件下,提出你的实验设计方案,使实验结果的误差达到最小,实验步骤是:
.
.
(3)在你的设计方案中,控制误差的思路是:
.
【答案5】
(1)③,偏小,偏大
(2)改进方案:
步骤①:
用天平测出烧杯和盐水的总质量为m1;
步骤②:
将烧杯中的盐水部分倒入量筒中,记录此时量筒中盐水的体积为V;
步骤③:
用天平测出剩余烧杯和盐水的质量为m2;
步骤④:
计算倒出去的盐水密度为ρ=m1-m2/V
(3)若将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,盐水会粘在容器壁上,使得体积测定偏小.要避免由此产生的实验误差,则只倒一部分盐水到量筒中,用原来总质量减去剩余总质量,即为倒入量筒中准确的盐水质量.
【例3】小明用如下实验测定所处环境的空气密度.他用气筒将皮球打足气,用天平称出此时皮球的质量为81.6g.将如图甲所示的量杯装满水后,倒放在水槽中,用气针和乳胶管将皮球中的空气引入量杯内,用排水集气的方法慢慢排出皮球中的气体,如图乙所示.同时调整量杯的高度,使量杯内气体达到量杯的最大测量值,且量杯内、外水面相平.此时,用夹子夹紧乳胶管暂停放气.再将量杯装满水后重新集气,如此共进行10次.拔出气针,用天平称出此时皮球和剩余气体的质量,如图丙所示.请根据实验及图中所示情况,帮助小明完成下面的实验数据表格.
充足空气后皮球的质量/g
皮球和剩余气体的质量/g
排出空气的
质量/g
排出空气的
总体积/cm3
空气的密度/kg·m-3
81.6
【答案】80.41.210001.2
分析:
本实验有几处需要注意:
(1)用气筒将皮球打足气,放气后皮球体积不变,那么空气对皮球的浮力就没有变.
(2)排水法收集气体时:
量杯内、外水面相平,这样保证量杯内气体压强与外界相等,才能准确测出此时大气的密度.
★一般来讲,固、液体密度是不随质量、体积变化而变化的(热胀冷缩引起的体积变化除外)
而对于气体来说是可变的.
题型二:
有量筒无天平
例题精讲
【例4】小明想测小石子密度,现有器材为:
大水槽、水、细线、小纸杯、滴管、记号笔、量筒.请补充实验步骤并且推出小石子密度表达式.
①先将小石子放入小纸杯中,漂在大水槽中,
②将石块取出,
③将杯中水倒入量筒,测出体积,记为V
④用细线吊着小石子浸没量筒的水中,记录水面刻度线读数
⑤
【答案】用记号笔在小杯子上做记号,记录水位线的位置.
用滴管将水滴入纸杯中,直到纸杯又下降到原来记号处.
说明:
此方法为等效替代法.(与曹冲称象原理一样)
题型三:
有天平无量筒
例题精讲
【例5】
有一种密度瓶大家可能没有见过,但道理很简单,如图所示,它是一个壁较薄的玻璃瓶,配有磨光的瓶塞,瓶塞中央留有一细管,在注满水盖上塞子时,多余的水会从细管中溢出,从而保证瓶内总容积一定.如何用该密度瓶、天平(含砝码)及水、干抹布来测量米粒的密度?
请补充操作步骤及计算表达式.
(1)先用天平测出适量米粒的质量m;
(2)将瓶注满水,称出总质量m1;
(3)
(4)计算:
米粒的密度
【答案】将米粒全部放入瓶中,盖上塞子,擦干因溢水而潮湿的瓶,再称出总质量m2;
【例6】一容器装满水后,容器和水总质量为m1,若在容器内放一质量为m的小金属块A后再加满水,总质量为m2;若在容器内放一质量为m的小金属块A和一质量也为m的小金属块B后再加满水,总质量为m3.则金属块A和金属块B的密度之比为()
A.m1:
m2B.(m2-m1):
(m3-m1)
C.(m3-m2):
(m2-m1)D.(m2+m-m3):
(m1+m-m2)
1【答案】D;金属块A和B质量相等,它们的密度与体积成反比,金属块A和金属块B的体积又与排开水的质量成正比.金属块A排开水的质量为(m1+m–m2),金属块B排开水的质量为(m2+m-m3).
.
【例7】小刚同学想测酱油的密度,但家里只有天平、小空瓶,而没有量筒.他思考后按照自己设计的实验步骤进行了测量,测量内容及结果如图所示.
(1)实验步骤:
第一步:
用调节好的天平测出空瓶的质量ml=14g;
第二步:
用天平测出小瓶装满水后的总质量m2=44g;
第三步:
用天平测出小瓶装满酱油后的总质量m3,图乙为瓶中装满酱油后天平再次平衡时的砝码与游码位置,m3=____g.
(2)请你根据小别测量的数据帮他计算出酱油的密度ρ酱油=g/cm3(结果保留一位小数)
【答案5】m3=47.4ρ酱=(m3-m1)ρ水/(m2-m1)=1.1g/cm3
【例8】甲乙两个完全相同的杯子,都装满水,放在调好的天平两盘中,天平平衡;将右盘中乙杯拿下,将待测石块浸没其中,水溢出后,用干抹布把杯子擦干净,放回右盘,这时需在左盘中增加m1的砝码,天平再次平衡;然后用镊子将石块夹出,再用另一镊子夹出左盘中的m1,这时需在右盘中增加m2的砝码,天平又恢复平衡,则被测石块的密度ρ石=.
【答案6】
题型四:
无天平无量筒(等效替代)
例题精讲
【例9】小东和小阳准备在家里测量一个小石块的密度,但没有天平和量筒.他们想到了化学实验课上使用的滴管.他们先自制了一个瓶口密封着细吸管的小塑料瓶当做滴管,自制的滴管中的水能一滴一滴地从滴管滴出,且每一滴水的质量和体积都是相等的.他们又找来矿泉水瓶子、小塑料瓶、细线、剪刀、铅笔和足量的水,开始测小石块的密度.
(1)他们测石块体积的方法是:
把石块用细线系住,放在被剪开的矿泉水瓶中,倒入一定量的水,并记下水面的位置;取出石块,用滴管将水滴入容器中,使水面到达原来的位置处,记录滴入的水滴数为a.
(2)他们测石块质量的方法是:
把石块放入小塑料瓶中,小塑料瓶浮在矿泉水瓶中的水面上,记下水面的位置;取出石块,用滴管将水滴入小塑料瓶中,使水面到达原来的位置处,记录滴入的水滴数为b.
(3)他们测出石块密度的表达式是:
________________________.
(4)他们巧妙地利用了物理课上所学的研究方法是:
________________________.
【答案7】(3)
(4)等效替代
设一滴水的体积大小为
则:
测石块体积时:
测石块质量时:
故石块的密度为:
思维拓展训练(选讲)
提高班
【拓展1】在“测定物质密度”的实验中,某同学首先测量了一小金属块的质量和体积,如图所示,由图可知,小金属块的质量为g,可算出小金属块的密度等于kg/m3根据下面密度表可推断该金属可能是.
【答案8】27;2.7×103;铝
【拓展2】某冰块中有一小石头,冰和石头的总质量是64g,将它们放在盛有水的圆柱形容器中(如图所示)恰好悬浮于水中,此时容器里的水面升高了6.4cm.当冰全部熔化后,容器里的水面下降了0.6cm,若容器的底面积为10cm2,则石头的密度为____kg/m3(ρ冰=0.9×103kg/m3)
【答案9】2.5×103
其中
尖子班
【拓展1】在“测定物质密度”的实验中,某同学首先测量了一小金属块的质量和体积,如图所示,由图可知,小金属块的质量为g,可算出小金属块的密度等于kg/m3根据下面密度表可推断该金属可能是.
【答案10】27;2.7×103;铝
【拓展2】某冰块中有一小石头,冰和石头的总质量是64g,将它们放在盛有水的圆柱形容器中(如图所示)恰好悬浮于水中,此时容器里的水面升高了6.4cm.当冰全部熔化后,容器里的水面下降了0.6cm,若容器的底面积为10cm2,则石头的密度为____kg/m3(ρ冰=0.9×103kg/m3)
【答案11】2.5×103
其中
复习巩固
【练1】如图所示,是某实验小组测量一种未知液体密度实验的正确操作情景,其中负责设计实验记录表格和填写实验数据的同学有3项没填完,请你帮他填上.
烧杯与液体总质量
烧杯与剩余液体总质量
量筒中液体的体积
被测液体的密度
51.6g
2【答案】27.6g30cm30.8g/cm3
【练2】以下是某同学测定柴油密度的一些步骤:
①用天平测出矿泉水空瓶的质量
;②在矿泉水瓶里装满水,用天平测出它们的总质量
;③用矿泉水瓶装满柴油,用天平测出它们的总质量
;④用量筒测出矿泉水瓶中所盛柴油的体积
;⑤计算出柴油的密度.在以上步骤中,可以省略的步骤是____,而省略后计算柴油密度的表达式为________.(水的密度为已知,可以用
表示)
3【答案】④ ;
【练3】实验室中有一只空玻璃瓶、天平和配套的砝码以及足够的水,现要用这些器材测出某种金属颗粒的密度.(已知水的密度为ρ水,待测金属颗粒足够多)
(1)小明同学设计了其中的一部分实验步骤,请你帮他来完成的实验步骤及所要测量的物理量(用字母表示)填写完整:
①把天平放在水平桌面上,游码归零,调节天平横梁使天平平衡;
②将玻璃瓶中装满水,用天平测出其总质量m1;
③用天平测出待测的金属颗粒的质量m2:
④_________________________________.
⑤根据密度公式ρ=m/V和测量数据,计算金属颗粒的密度.
(2)待测金属颗粒的密度表达式为:
ρ金=.(用已知及测量的物理量表示)
【答案12】④把待测金属颗粒轻轻放入盛满水的玻璃瓶中,并溢出部分水,然后用天平测出金属颗粒、玻璃瓶和剩余水的总质量m3
课后测
【测1】使用天平和量筒测蜡块的密度。
(1)用调好的天平测量蜡块的质量,天平平衡时,右盘中的砝码及游码在标尺上的位置如图甲所示,蜡块的质量是________g;
(2)测量蜡块体积的过程如图乙所示,蜡块的体积是______cm3;计算得到蜡的密度是___________kg/m3。
4【答案】13.6160.85×103
【测2】小赵同学在测定液体密度的实验中,没有把容器的质量测出来,而是多次测出容器和液体的总质量,记录在下表中。
根据表中的数据求得液体的密度是kg/m3。
实验次数
1
2
3
4
液体体积V/cm3
15
22
50
80
液体和容器的总质量m/g
67
72.6
95
119
5【答案】0.8×103
【测3】某同学要测定一个不沉入水的木块的密度,设计了如下的实验步骤:
A.用细线拴住小铁块,浸没在量筒里的水中,记下此时水面的刻度V1;
B.在量筒中倒入适量的水,记下水面的刻度V2;
C.把木块和铁块系在一起,并让它们全部浸入量筒里的水中,记下水面的刻度V3;
D.用天平测出木块质量为m1;
E.用天平测出铁块质量为m2。
(1)请选择必要的步骤,并将正确顺序的步骤序号填在横线上:
;
(2)用上述有关的实验步骤中的数据表示木块的密度ρ木=。
6【答案】DBAC
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