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1、第六章 质量与密度第1节 质量一、质量 1.定义:物体所含物质的多少,通常用字母m表示 2.单位:质量基本单位kg,常用单位还有t、g、mg 3.换算关系:1t=103kg=106g=109mg 4.物体质量的大小与外界条件无关,只取决于物体本身所含物质的多少,因此质量时物体本身的一种属性,它与物体的形状、温度、位置和状态无关。 【注意】形状的改变指的时物体弯曲、伸长,压扁等,并不是指物体被削去一部分或增加一部分。二、质量的测量 1.测量工具:托盘天平。(天平在月球上可用在太空失重状态下不可用) 2.托盘天平的使用方法可归纳为:放、移、调、称、读、收。 放:将天平放在水平台面上。 移:使用前将
2、游码移至标尺最左端的零刻线处。 调:调节横梁上的平衡螺母,使指针指在分度盘的中央刻度线处,这时横梁平衡。若指针向右偏,应将平衡螺 母向左调,即螺母调的方向与指针偏的方向相反。 称:被测物体和砝码的位置为“左物右码”。先估计被测物体质量,用镊子按“先大后小”的顺序在右盘中依次加 砝码,如果添加最小的砝码时,指针右偏,而取下这个最小砝码时,指针左偏,这时应调节游码直到指针指在分 度盘中央刻度线处。 读:被测物体的质量m物=m法+m游;若不小心按“左码右物”的方式放置,那么被测物体的质量m物 = m码 - m游。 收:测量完毕,取下物体,砝码回盒,游码归零。 【注意】 测量前,应调节平衡螺母使天平横
3、梁平衡,但测量过程中切记不能在动平衡螺母,应调节游码和加减砝码。 游码的示数以游码左侧对齐的刻度为准。 3.质量的特殊测量法: 累积法:适用于微小物体质量的测量。“称多算少”,即取n个小物体称出其总质量M,则每个小物体的质量: . 质量差法:测量液体质量时,一般先测容器的质量m,再测液体和容器的总质量M,则液体的质量m液=M-m. 4.特殊情况下使用天平造成读数偏差汇总 游码没有归零,读数偏大,即m读数 m物 砝码生锈,读数偏小,即m读数 m物 砝码沾上污物,读数偏小,即m读数m物 右物左码,若未使用游码,m读数=m物;若使用了游码,m读数m物第2节 密度一、探究同种物质的质量与体积的关系 1
4、.同种物质的质量与体积的比值是一定的。 2.不同的物质,其质量与体积的比值一般不同。 3.同种物质的质量与体积的关系图线是一条过原点的直线。二、密度的基本概念 1.定义:某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的密度。 密度在数值上等于单位体积某种物质的质量。 2.公式:,其中为密度,m为质量,V为体积。 3.单位:国际单位kg/m3,读作千克每立方米; 常用单位g/cm3,读作克每立方厘米; 关系:1g/ cm3=1103kg/m3 4.纯水的密度:1.0103kg/m3;物理意义:1 m3水的质量是1.0103kg。三、对密度及其公式的理解 1.密度是物质的一种特性。不同物质的密
5、度一般是不同的,但密度相同的不一定是同种物质。如酒精=煤油。 2. 表示物质的密度在数值上等于物质的质量与体积的比值,但不能认为物质的密度与质量成正比,与体积成反比。 3.通常情况下,固体、液体、气体物质作比较,固体物质的密度多数较大,而气体物质的密度较小,但不能认为固体密度最大,例如木=0.5103kg/m3,比大多数液体密度小;又如水银=13.6103kg/m3比许多固体的密度都大。 4.物质的密度大小与质量和体积无关,只是在数值上等于某种物体的质量与体积的比值。 同一种物质的密度,与物质的温度(气体的密度随温度的变化比较明显)和所处的状态有关。 四、密度的图像分析 同种物质的质量与体积的
6、关系图线是一条过原点的倾斜直线。若某几种物质的质量体积关系图线在同一个m-V图中出现。则越靠近m轴的物质的密度越大。如下图: (1) (2)图(1)中甲乙, 图(2)中甲液) 器材:天平、量筒、烧杯、细线、水、待测固体 步骤:用天平称出待测固体的质量m; 用量筒量取适量水的体积V1; 细线将待测固体系住并慢慢放入盛水的量筒中,记下此时的体积V2; 算物体的密度。 【注意】 实验中不能改变步骤的顺序,即应该先测量固体的质量,在测固体的体积。因为测量固体的体积后,固体变得 潮湿,不宜直接放在天平上,而且这样测量的固体质量会偏大,使测量结果偏大。 实验方法中固体不应溶于水且不吸水 2.测定液体的密度
7、 器材:天平、量筒,烧杯、待测液体 步骤:用天平称出烧杯和待测液体的总质量m1; 将部分待测液体倒入量筒中,体积为V 用天平称出烧杯和剩余待测液体的质量m; 计算液体的密度。 【注意】另一种测定液体密度的方法: 先测量空杯子的质量m; 测量杯子和液体的总质量M 将杯子中的液体全部倒入量筒中测量出体积为V 计算出液体的密度=. 【分析】这种方法会导致测量的密度值偏大。因为将液体倒入量筒中时总会有一部分残留,导致用量筒测量出的液体的体积偏小,由公式计算出的密度值偏大。四、密度测量的总结 测量密度需要测量两个量:一个是质量,用天平来测量;一个是体积,可以用刻度尺或量筒,量杯来测量。最后根据公式计算出
8、所测物质的密度。 1.质量的测量方法 固体:用天平测量。 液体:为提高测量准确度,常用差量法m=m1-m2。(其中m1表示容器和液体的总质量,m2表示倒出部分液体后容器和剩余液体的总质量) 2.体积的测量方法 液体:用量筒测量。 固体: a.形状规则的固体:用刻度尺测量并计算,如正方体V=L3。 b.形状不规则的固体: 不溶于水:、浮于水面,即固液(如石块), 可采用排水法。 溶于水(如冰糖):、排油或排沙法; 用饱和溶液法。 c.溢水法:如将石块浸没在盛满水的容器中,溢出的水与石块体积相等,即V物=V排。 【注意】 当用量筒测不同液体的体积时,液面有时是凸的,有时是凹的,读数时,视线要和凹液
9、面底部或凸液面顶部相 平。 量程满足条件的前提下,量筒的分度值越小越准确。 3.密度的特殊测量 有时缺少实验器材(如天平或量筒),这时一般采用等效替代法。当缺少量筒时,一般用等体积替代法,即让被测物体的体积等于一部分水的体积,即V=V水=;当天平缺砝码时,一般用等质量替代法,即让被测物体的质量等于一部分水的质量,即m = m水 = 水 v水第4节 密度的应用一、密度与温度的关系 1.一般物体在温度升高时膨胀,在温度降低时收缩,根据公式可知。当m一定时,V增大,减小;V减小,增大。即一般物体温度升高时,变小;温度降低时,变大。 2.水的反常膨胀:水在4时,体积最小,密度最大。 水从4无论温度升高或降低,体积都变大,密度变小。 【注意】水凝固成冰时体积变大(一般液体凝固时,体积变小,密度变大),密度变小。二、密度的应用 1.密度与物质鉴别:因密度是物质的一种特性,不同物质的密度一般不同,故可根据物质的质量和体积,得出质量的密度,再与密度表比较,就可以鉴别物质。 2.用密度知识判断金属球是否空心的方法(假设球为铁球) 密度比较法:把求出的球的密度与铁的密度相比较,如果球铁,则球是空心的。 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相比较,如果m球V实,则球是空心的,空心部分的体积V=V球-V实。- 6 -