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第六单元 质量与密度
在本单元学习中：
1.你将经历探究活动，知道质量的含义，质量是物体的一种属性。学会使用托盘天平测量固体和液体的质量，会测量微小物体的质量，了解误差的含义及减小误差的方法。
2.你将经历探究同种物质质量和体积关系实验建立密度概念，知道密度是物质的一种物理属性，会用密度公式解决简单问题。
3.你将学习量筒的使用，会测量固体（形状规则和不规则）和液体的密度。
4.你将知道密度与温度的关系，尝试用密度知识鉴别物质，能解释生活中一些与密度有关的物理现象。
【课时建议】
单元名称 学习内容 总课时
质量与密度 1.质量 4
2.密度
3.测量物质的密度
4.密度与社会生活
【学法指导】
1. 养成良好的学习习惯，对于基本概念不死记硬背，要深入理解，能用自己的语言科学表述物理现象和物理规律。通过质量、密度概念的学习，重视概念的形成过程，了解知识的来龙去脉，而不仅是字面意义。
2. 本单元会有自己设计并完成的物理实验，要能合理设计实验验证猜想，在正确使用仪器的基础上，实事求是地记录实验数据，能选择合适的方法分析、处理实验数据，学会写简明的实验报告。
1 质量
1、质量
想一想 我们有这样的常识：一根铁钉比一枚大头针含有的铁多。因为铁钉和大头针虽然是不同物体，但它们是由同种物质组成的，因此体积大的铁钉含有的铁比体积小的大头针多。那么大小相同的铁钉与铜钉，它们是由不同物质组成的不同物体，它们所含的物质一样多吗？还能通过比较体积来比较吗？如果不能，怎样比较呢？
生活中，我们所说的粮食的多少、金属的多少并不是指物体所占空间即体积的多少，而是指物体所含物质的多少即质量。
2、质量的测量
想一想 生活中，我们有哪些测量质量的工具？通常实验室中用什么测量质量呢？它是如何使用的？
做一做 请利用托盘天平测量身边物体的质量，相互比一比测量同一物体的质量，每位同学测得完全一样吗？如果不同，是不是有谁测错了？如果不是，造成测量结果不同的原因是什么？如何减小影响得到较为准确的结果？请设计表格记录实验数据。
想一想 你能用天平直接测量一枚大头针、一些水的的质量吗？如果不能，你遇到了什么困难？你有什么办法解决吗？请简述测量过程。
议一议 我们生活中有一些常见的物体，形状会发生改变，比如橡皮泥、水等液体；有些物体的状态会发生改变，比如冰熔化成水；有些物体位置会发生改变，比如把一个陶瓷杯从前面移到后面；这些物体的质量会因为它们的形状、状态、位置而改变吗？你能设计实验验证这个问题吗？请简要叙述你的方案。
因此，质量是物体的一种物理属性，不随形状、物态和位置而改变
STSE 古代，人们只能凭借感觉定量物体的多少，如以“手捧为升”量粮食。我国直到春秋战国时期，测量粮食的多少仍是用升、斗、合等来测量其容量 ( http: / / www. / s q=%E5%AE%B9%E9%87%8F&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn" \t "https: / / wenda. / q / _blank )，再逐步过渡到用石、钧、斤、两等测量其质量。我国 ( http: / / www. / s q=%E6%88%91%E5%9B%BD&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn" \t "https: / / wenda. / q / _blank )古代 ( http: / / www. / s q=%E5%8F%A4%E4%BB%A3&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn" \t "https: / / wenda. / q / _blank )人民最早是使用天平 ( http: / / www. / s q=%E5%A4%A9%E5%B9%B3&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn" \t "https: / / wenda. / q / _blank )来测量质量的。天平的本质 ( http: / / www. / s q=%E6%9C%AC%E8%B4%A8&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn" \t "https: / / wenda. / q / _blank )是等臂杠杆（古称衡），支点在中间，两端 ( http: / / www. / s q=%E4%B8%A4%E7%AB%AF&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn" \t "https: / / wenda. / q / _blank )分别挂上待测物体与砝码（古称权），杠杆水平静止时，物重与权重相等，从砝码质量可知物体质量。天平测量质量很准确，但要求配备成套的砝码，携带很不方便，并且量程 ( http: / / www. / s q=%E9%87%8F%E7%A8%8B&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn" \t "https: / / wenda. / q / _blank )受到限制不能很大。西汉 ( http: / / www. / s q=%E8%A5%BF%E6%B1%89&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn" \t "https: / / wenda. / q / _blank )后，权衡器逐渐转化为不等臂的杆秤、秤砣。杆秤量程广，使用和携带都很方便，制作也简单，受到人们 ( http: / / www. / s q=%E4%BA%BA%E4%BB%AC&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn" \t "https: / / wenda. / q / _blank )的欢迎，一直流传。人们对质量这一概念 ( http: / / www. / s q=%E6%A6%82%E5%BF%B5&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn" \t "https: / / wenda. / q / _blank )的认识比长度 ( http: / / www. / s q=%E9%95%BF%E5%BA%A6&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn" \t "https: / / wenda. / q / _blank )和时间更晚，直到18世纪 ( http: / / www. / s q=18%E4%B8%96%E7%BA%AA&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn" \t "https: / / wenda. / q / _blank )，才由牛顿 ( http: / / www. / s q=%E7%89%9B%E9%A1%BF&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn" \t "https: / / wenda. / q / _blank )最后确立了质量的概念．
问题解决
1.在下列数字后面分别填上适当的单位：
(1)一张邮票的质量约为50 ；
(2)一名中学生的质量约为50 ；
(3)一卡车钢材的质量约为5 ；
(4)一只鸡蛋的质量约为50 。
2.为了测出一小瓶油的质量，小明同学采用了如下步骤：
A．移动平衡螺母使横梁平衡；
B．把瓶放在左盘里，称得瓶子的质量；
C．将瓶子内倒入油后，称得瓶子和油的总质量；
D．将天平置于水平台上；
E．将游码置于标尺左端零位置；
F．将天平整理好；
（1）该同学遗漏了哪一步骤？ G． .
（2）按正确顺序排列（用字母表示） .
2 密度
1、密度
想一想 你能区分表面被涂成相同颜色的铁块和塑料块吗？小明认为可比较质量的大小，质量大的是铁块。小华提出质疑难道一大块塑料块一定比一小块铁块的质量小吗？你是怎么认为的？应该怎样比较才能区分铁块和塑料块呢？
做一做 我们有这样的生活经验，一般情况下两枚1元硬币的质量恰好是一枚1元硬币质量的2倍，由于每枚硬币的体积可看成是相同的，结合上面的思考，你能做出什么猜想？请你利用三个体积不等的长方体铁块和塑料块、刻度尺、天平设计实验进行探究验证自己的猜想，设计表格记录数据。
议一议 你的实验数据中铁块的数据有什么特点？塑料块的数据有什么特点？铁块和塑料块的数据对比起来看有什么特点？你还有什么方法处理你的实验数据？通过分析数据，你能得到什么结论？
实验表明：同种物质的不同物体，其质量与体积的比值为一定值；不同物质的物体，其质量与体积的比值一般是不同的。因此，质量与体积的比值反映了不同物质的性质，我们就定义这个比值为密度，反映了物质的属性。
想一想 实验在选择铁块和塑料块的时候为什么要选择三块体积不等的长方体？结论中“一般不同”有何含义？
议一议 通过阅读课本小资料，你能发现什么规律？依据是什么？为什么课本中把质量称为物体的属性，而密度却称为物质的属性？
问题解决
1.有一固体，其质量为237g，体积为30cm3，此固体的密度是___________g/cm3，合___________kg/m3。如果把此固体的截去3/4，则剩余部分的密度是____________。它表示的物理意义是__________________________。
2.为了研究物质的某种特性，某同学分别用铁块和木块做实验，下表是他测得铁块和木块的质量与体积关系的实验记录。
物质 实验次数 质量(g) 体积(cm3) 质量／体积(g／cm3)
铁块 1 79 10
2 158 20
木块 3 5 10
4 15 30
(1)分析上表中实验次数1与2或3与4中质量跟体积的比值关系，可归纳得出的结是： 。
(2)分析上表中实验次数1和实验次数 中质量跟体积的比值关系，可归纳得出的结论是： 。
(3)物理学中常用 来表示物质的这种特性，体积为50cm3的铁的质量是______g.
3 测量物质的密度
1、量筒的使用
做一做 你有哪些测量物体体积的方法 如何测量形状不规则固体的体积？尝试利用量筒测一测身边物体的体积。
我们发现形状规则的物体，可以利用数学知识，借助刻度尺直接测出相关量，再计算它的体积。对于形状不规则的物体，若物体在水中下沉，我们可以利用量筒测出物体排开水的体积，即为物体的体积；若物体在水中处于漂浮状态，我们可以用在物体下悬挂重物等方法使物体浸没在水中，继而利用量筒测出物体浸没时排开水的体积，即为物体的体积。
2、测量液体和固体的密度
想一想 测量物体密度需要测量哪些量？依据的原理是什么？在测量液体和形状不规则的固体密度时，你觉得分别有什么困难？该怎么解决？
做一做 我们知道一杯水溶入的盐的质量不同，盐水的密度就会不同。现在请你自己用盐和水配制一杯盐水，选择合适的器材测出你所配制的盐水的密度，设计表格记录你测量的数据和需要计算的结果。实验能只测量一次吗？为什么？误差的来源有哪些？如何减小实验误差呢？
做一做 选择合适的器材测量小石块的密度，请你自己设计实验方案，画好记录数据的表格，完成实验。你的实验方案对小石块的材料有要求吗？
想一想 小明爸爸最近从街上地摊低价“淘”来一件“黄金佛像”，整天和家人炫耀，说是纯金佛像，价值连城。小明刚好学习了密度测量的知识，从学校借来了几个简单的实验器材就将老爸的美梦破灭了，你知道小明借了那些器材，如何做的吗？
问题解决
1.在学过有关密度的知识后，同学们设计了测量食用油密度的实验方案。
（1）甲组同学在测量前调节天平平衡的过程中，发现指针偏向分度盘左侧， 应将 向 （左/右）调，使横梁平衡。该组同学测量的情况如图所示，请将实验数据和测量结果填入表中：
烧杯和油的总质量/g 烧杯和剩余油的总质量/g 倒出油的质量/g 倒出油的体积/cm3 油的密度/g cm-3
112.8
（2）乙组同学按以下步骤测量食用油密度：
A．用调好的天平测出空烧杯质量m0；
B．往烧杯内倒入适量的食用油，测出杯与油的质量m1；
C．将烧杯中食用油倒入量筒测出体积V0；
D．根据公式 ρ=（m1-m0）/V0 测出食用油密度．
分析以上操作，该组同学测出的食用油密度比实际值偏 ，原因是 . ( http: / / www.m / physics / report / detail / 2a3760e0-fb04-416e-b66f-f058188578f5" \t "_blank )
（3）丙组同学也设计出测食用油密度的另一种方法，以下步骤正确的顺序是： （填字母序号）
A．测出空烧杯质量m0；
B．从量筒往烧杯内倒入部分食用油，测出杯与油的质量m1；
C．测出量筒内剩余油的体积V0；
D．往量筒内注入适量食用油，测出体积V．
用所测物理量的符号写出密度的表达式ρ油= .
2.用烧杯盛某种液体，测得液体与烧杯共同质量m和液体体积V的关系如图中图线所示，从图中可以得出：该液体的密度是 kg/m3，烧杯的质量是 g.
4 密度与社会生活
一、密度与温度
做一做 在重大节日的时候，我们看过飘过夜空的孔明灯 ( https: / / www. / jieridiy / kmd" \t "https: / / ertong. / kexue / _blank )，觉得十分有趣又很好玩。请利用提前准备好的耐高温、高强度的塑料薄膜袋制作孔明灯，并体验放飞孔明灯的过程。请注意观察孔明灯的上升过程，思考孔明灯升空的原因？
议一议 在寒冷的冬天，我们会见到裸露在外的自来水管被裹上麻绳。为什么要给自来水管穿衣服？自来水管内的液态水凝固成冰之后，质量不发生改变，但体积却会增大，很可能将钢管撑破裂。所以，为了避免管内的水结冰，要尽量阻断管内的水对外放热，这就是给水管穿衣服的原因。那么为什么水结冰后，体积会增大呢？由此，说明了什么？
二、密度与物质鉴别
想一想 有一种1角硬币，看上去好像是铝制，它真是铝制的吗？请你想办法测量它的密度。写出你选用的实验器材、实验方法、你所采用的实验步骤。1角、5角和1元硬币的金属一样吗？通过实验验证你的判断。
议一议 在登山时经常能看见体积巨大，形状各异的石块，那么如果我们要利用测量石块的密度，可以如何操作？方案一：用测汽车质量的地磅测出石块的质量，再将石块投入大水池，利用排水法测量石块体积。方案二：从石块上敲下一小块岩石样品，用托盘天平测质量，用量筒排水法侧体积。
请思考以下问题：（1）方案二测出的是岩石样品的密度，该测量值是否等于整个巨石的密度？如何证明？请设计证明思路和方案。（2）从误差大小的角度，比较方案一与方案二的优劣。（3）从可操作性和便捷性的角度，比较方案一与方案二的优劣。
问题解决
1.小亮随父母去西藏旅游，他将在西藏喝剩的半矿泉水带回南京，发现瓶子变瘪了，瓶中的矿泉水的质量 ，瓶内气体的体积 ，密度 。（以上均选填“变小”、“变大”或“不变”）。
2.一个铜球，质量是445g，体积为80cm3，此球是空心的还是实心的？若是空心的，空心部分的体积是多大？在空心部分注满水，球的总质量是多少？（ρ铜＝8.9×103kg/m3）
剩余油和烧杯的质量
的质量
倒出油的体积

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