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第六章　质量与密度
一级主题 内容要求 情境素材
物质 物质的属性 1.知道质量的含义。会测量固体和液体的 质量。 2.通过实验,理解密度。会测量固体和液体的密度。 3.能解释生活中与密度有关的一些物理现象 1.列举质量为几克、几十克、几百克和几千克的一些物品,能估测常见物体的质量。
2.了解关于物质属性的研究对生产生活和科技进步的影响
实验 探究 测量类学生 必做实验 1.用托盘天平测量物体的质量。 2.测量固体和液体的密度 一、质量
概念 物体所含　 　的多少
符号 　
单位及 换算 在国际单位制中质量的基本单位是　 　,符号是　 　。常用的单位有吨(t)、克(g)、毫克(mg),它们之间的换算关系是1 t=103 kg=106 g=109 mg
特点 质量是物体的一种属性,物体的质量不随它的　 　、　 　、　 　而改变
常见估值 中学生的质量约为50 kg,一瓶矿泉水的质量约为500 g,一个苹果的质量约为150 g,一个鸡蛋的质量约为50 g,一本物理书的质量约为200 g
物质
m　
千克
kg
形状
位置
物态
测量 工具 天平
使 用 方 法 (1)看:观察天平的称量和感量。
(2)放:将托盘天平放在　 　上,将游码移到标尺左端的　 　处。
(3)调:调节　 　,使指针对准分度盘中央的刻度线。
(4)称:　　盘放物体,　 　盘放砝码,通过增减砝码和调节游码使天平平衡。
(5)记:被测物体的质量等于砝码总质量和游码　 　之和
注意:有些微小的物体质量太小,用天平不能够直接测量出它的质量,可以采用累积法进行测量。如要测量一枚大头针的质量,可以先测量出多枚大头针的总质量,然后取其平均值即可。
水平台
零刻度线
平衡螺母
左
右
在标尺上所对的刻度值
1.在地球上,航天员的质量为 70 kg,到达月球之后其质量为
　 　kg;将一个陀螺带入太空,其质量将　 　,由此说明物体的质量不随　 　的改变而变化
70
不变
位置
二、密度
定义 某种物质组成的物体的　 与它的　 　之比
公式
密度的计算公式是　 ,由此可得两个变形公式为　 ,　
单位 在国际单位制中,密度的单位是　 　,常用单位还有g/cm3,这两个单位的换算关系是1 kg/m3=　 　g/cm3
作用 密度是物质的一种特性,与物质的种类和　 　有关,同种物质的密度在相同状态下是不变的,不同物质的密度通常不同,因此可用来　 　
几种常见的密度值 水的密度是1.0×103 kg/m3,冰的密度是0.9×103 kg/m3,酒精的密度是0.8×103 kg/m3
质量　
体积
m=ρV　
kg/m3
1×10-3
状态
鉴别物质
三、密度的测量
1.量筒的使用:量筒通常用　 为单位,1 mL=　 　cm3;使用前应该观察量筒的　 　和
　 　;读数时,应把量筒放在水平面上,使视线与液面的最低处　 。
毫升(mL)　
1
量程
分度值
相平　
天平
量筒
2.量筒上标度的数值单位是　 　,量程　 　。图甲读数　 　(选填“正确”或“错误”),说明读数时视线要与　 　相平;图乙俯视读数时　 　,图丙仰视读数时　 　(后两空均选填“偏大”或“偏小”)
mL
100 mL
正确
凹液面底部
偏大
偏小
四、密度与社会生活
1.密度与温度:一般来说,同种物质温度越高,密度越小,但是水比较特殊,在4 ℃时密度最大,水结冰后,质量　 ,体积　 　,密度　 　。
2.应用:鉴定牛奶、酒的品质;农业选种;航空器材常利用高强度、低密度的合金或新型合成材料;机床底座用坚固、密度大的材料制成。
注意:密度在外界因素(如温度、状态、压强等)改变时也会改变。如在使用氧气钢瓶中氧气的过程中,氧气减少,质量减小,但由于气体的扩散性,氧气的体积不变,所以密度会减小。此类问题还有给轮胎充气等,要注意区别。
不变　
增大
变小
八上教材P120图6.4-1 3.点燃酒精灯,酒精灯周围的空气因受热体积膨胀,密度变　 　而上升,热空气上升后冷空气从四周流过来形成　 　,带动扇叶使风车转动
4.水的密度为　 　kg/m3;在0～4 ℃范围内,水具有 　的性质,由于水的反常膨胀,冬天河面结冰了,较深的水底却保持　 　℃;冬天水管破裂,是因为　 　
小
风
1.0×103
热缩冷胀
4
水结冰后体积增大
考点一　质量及常见物体质量的估计
[典例1] (2022宁夏一模)下列说法不正确的是(　 　)
A.航天员从地球登上月球,其质量变小
B.一杯水结成冰后,其质量不变
C.玻璃杯打碎后,其质量不变
D.1 kg的铁与1 kg的棉花质量一样大
思路点拨:
A
[变式1] (2022杭州)下列物体质量最接近20 kg的是(　 　)
A.一个鸡蛋 B.一本科学书
C.一辆自行车 D.一辆汽车
C
考点二　天平及其使用
[典例2] (2022河北)关于托盘天平的使用,下列说法正确的是(　 　)
A.调节天平横梁平衡时,游码应放在标尺的最大刻度线处
B.测量物体质量时,向右盘中加减砝码应使用镊子
C.被测物体的质量总等于右盘中砝码的总质量
D.称粉状物体质量时,可以将其直接放在盘中
B
思路点拨:
[变式2] (2022哈尔滨)小明用天平测量石块的质量。他将天平放在水平桌面上,移动游码至标尺左端的零刻度线处,若此时指针偏向分度盘中线的左侧,应将平衡螺母向　 　调节,直到指针指在分度盘中线处。测量过程中,当横梁恢复平衡时,砝码使用情况和游码位置如图所示,则石块的质量是　 　g。
右
74.4
使用天平时的常见问题
现象 测量结果
调节平衡螺母时 游码未归零 变大,应减去称量前游码对应刻度值
左物右码 m物=m砝码+m游码
左码右物 m物=m砝码-m游码
砝码生锈或有粘物 测量结果偏小
砝码磨损 测量结果偏大
考点三　密度及其应用
[典例3] (2022深圳模拟)某饮料采用玻璃瓶装。已知空瓶的质量为240 g,容积为400 mL,饮料的密度为0.9×103 kg/m3,玻璃的密度为2.4×103 kg/m3。则:
(1)一满瓶该饮料的质量为多少
(2)制作一个饮料瓶需要玻璃的体积为多少
答案:(1)0.36 kg　(2)100 cm3
(3)用该玻璃瓶装满某液体后,总质量为560 g,该液体的密度为多少
答案:(3)0.8 g/cm3
[变式3] (2022许昌模拟)如图甲所示,装有部分水的杯子放在水平桌面上,杯子和水的总质量为 160 g,向杯子中放入一个铁球,水刚好将杯子装满,杯子、水和铁球的总质量为239 g,如图乙所示;取出铁球(假设铁球取出时未沾水),再向杯子中加满水,此时杯子和水的总质量为195 g,如图丙所示。(ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ铁=7.9×103 kg/m3)则:
(1)此铁球的质量为多少
答案:(1)79 g
解析:(1)杯子和水的总质量为m1=160 g,
水刚好将杯子装满时,杯子、水和铁球的总质量为m2=239 g,
铁球的质量为m=m2-m1=239 g-160 g=79 g。
(2)此铁球的体积为多少
答案:(2)35 cm3
(3)请判断此铁球是否空心 若此铁球是空心的,则空心部分的体积为多少
答案:(3)空心的　25 cm3
实验1　测量固体的密度
1.实验原理:　 　。
2.天平的使用:放在水平台上,游码　 　;指针左偏,平衡螺母　 　调,指针右偏,平衡螺母　 　调;测量质量时　 　盘放物体,　 　盘放砝码,横梁平衡时读取示数。
3.指出天平使用过程中的常见错误操作:调节平衡螺母时未将游码移到标尺左端的　 　处;测量质量的过程中调节　 　;用　 　拿砝码。
4.用天平测质量时,砝码生锈或沾上污物,测出的质量会偏　 　,密度测量值会偏　 　。
5.量筒的读数:认清分度值,视线与凹液面的最低处　 　。
归零
右
左
左
右
零刻度线
平衡螺母
手
小
小
相平
6.在用排水法测固体体积时,量筒中倒入的水要适量,适量的标准是使固体　 　,且能准确、方便读数。
7.如果被测固体具有吸水性,可用细沙代替量筒中的水,用排细沙法,或用一层塑料薄膜将固体密封,再用排水法测体积,否则测得的固体体积偏　 　。
8.实验步骤的排序、补充或评价:如添加最小的砝码后,指针右偏,就应该取下　 　的砝码,移动游码,直到横梁平衡;在测固体密度时,如果先测体积后测质量,则所测密度值偏　 　,因为物体上沾了水,使所测的物体质量偏大。
9.如果游码没有调零就调节横梁平衡,或使用磨损的砝码,都会导致质量测量值偏　 　,密度偏大。
全部浸没
小
最小
大
大
[例题] 小明想通过实验测量小石块的密度。
[基础练]
(1)将天平放在水平工作台上,游码移到标尺左端的　 　。观察到指针指在分度盘上的位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向　 调节,使指针对准分度盘中央刻度线。
(2)把小石块放在天平左盘,向右盘中加砝码,当加最小5 g的砝码时,指针偏向分度盘的右侧,这时小明应该　 　,直到天平平衡。此时,右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示,则小石块的质量为　 　g。
零刻度线处
左
先取下5 g的砝码,再移动游码
64
(3)用量筒和水测量小石块体积。“先往量筒中倒入适量的水”,其中“适量”的确切含义是①
　 　;
②　 　。
(4)如图丙所示,量筒分度值为　 　cm3,读数时视线应与凹液面　 　(选填“相平”或“不相平”),用量筒测出小石块的体积为　 　cm3。
(5)通过计算,小石块的密度为　 　kg/m3。
(6)整理实验器材时发现,使用的砝码有磨损,则测得的密度值　　 (选填“偏大”或“偏小”)。
水不能太少,要能浸没小石块
水不能太多,小石块浸没后,水面不能超过量程
2
相平
20
3.2×103
偏大
[拓展练]
(7)实验中用较粗的线拴石块会对测量结果造成一定误差,导致所测密度值　 　(选填“偏大”或“偏小”)。
(8)如果小明按实验步骤(3)(4)(2)的顺序操作,则测出小石块的密度将偏　 　(选填“大”或“小”)。
(9)若没有量筒,小明用下列方案也能测量小石块的体积:
①如图丁所示,将烧杯放在水平台面上,用细线系住小石块轻轻放入烧杯中,加入适量的水,使小石块浸没在水中,在烧杯壁上记下水面位置;
②将小石块从水中取出后,用天平测出烧杯和水的总质量m2为152.4 g;
③向烧杯内缓缓加水至标记处,再用天平测出烧杯和水的总质量m3为172.5 g;
④根据测量结果计算出小石块的体积V=　 cm3,测出的小石块体积与真实值相比　 　(选填“偏大”或“偏小”)。
偏小
大
20.1　
偏大
(10)小明用同样的方法对具有吸水性的小石块的密度进行了测量。分析可知,小石块的密度实验测量值比真实值　 　(选填“偏大”或“偏小”)。为了使测量结果更准确,请你提出一条解决的办法:　 　。
偏大
(11)实验完成后,小明还利用这个小石块和一个弹簧测力计测出了家中食用油的密度,实验过程如图戊所示,弹簧测力计示数为F,则食用油的密度(写出字母表达式)ρ油=　 　(已经测出小石块的质量和体积分别用m石和V石表示)。
先让小石块吸足水,再测体积
戊
实验2　测量液体的密度
多
4.测量液体密度时,应采用“剩余法”,若先分别测出烧杯及烧杯和液体的质量,再将液体全部倒入量筒测量液体的体积,则必然有一部分液体残留在烧杯中,使所测液体体积偏　 　,密度偏　 　。
5.如果先用量筒测体积,再将盐水倒入烧杯中测质量,量筒内会残留一部分盐水,使所测盐水质量偏　 　,密度偏　 　。
小
大
小
小
[例题] 小明所在的课外兴趣小组需要密度为1.15 g/cm3的盐水,为检验配制的盐水是否合格。
偏大
烧杯内壁
沾有液体,所测体积V会偏小,质量准确,所测密度偏大
(3)小组成员改进了实验方案并进行了如下操作。
①将天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端的零刻度线上,发现指针的位置如图甲所示,则需将平衡螺母向　 　调节;
②往烧杯中倒入适量盐水,测出烧杯和盐水的总质量为　 g(如图乙所示);
③将烧杯中的部分盐水倒入量筒中,读出盐水的体积为　 mL(如图丙所示);
④测出烧杯和剩余盐水的质量为15 g;
⑤计算出盐水的密度为　 　g/cm3。
(4)为配制合格的盐水,需要继续向盐水中　 　(选填“加盐”或“加水”)。
[拓展练]
(5)在测量盐水的质量时,小明进行了如图丁所示的操作,其中的错误是　 _
　。
左
59.8　
40　
1.12
加盐
测量过程中调节平衡
螺母
(6)画出小明本次实验数据的记录表格。
答案:如表所示
烧杯和盐 水的总质 量m1/g 量筒中盐 水的体积 V/cm3 烧杯和杯 内剩余盐 水总质量 m2/g 量筒中盐 水的质量 m/g 盐水的
密度ρ/
(g·cm-3)
(7)量筒不小心被打碎了,老师说只用天平也能测量出盐水的密度。某组同学添加了两个完全相同的烧杯和适量的水,设计了如下实验步骤,请你补充完整:
①调节好天平,用天平测出空烧杯质量为m0;
②将一个烧杯装满水,用天平测出烧杯和水的总质量为m1;
③用另一个烧杯装满盐水,用天平测出　 　为m2;
④根据测得的物理量求出了该盐水的密度ρ盐水=　 　(水的密度用ρ水表示)。
(8)整理实验器材时发现,天平的左盘有一个缺角,则测量结果　 　 (选填“偏大”“偏小”或“仍然准确”)。
烧杯和盐水的总质量
仍然准确
1.(2022枣庄)关于质量和密度,下列说法正确的是(　 　)
A.同种物质组成的物体,其密度与质量成正比
B.水的密度是1.0×103 kg/m3,表明1 m3水的质量是1.0×103 kg/m3
C.一块冰全部熔化成水后,质量变小
D.嫦娥五号返回舱从月球带回1 731 g月球土壤样品返回地球,土壤样品质量不变
2.(2022自贡)物理知识与生活联系非常紧密,下列关于密度的一些说法正确的是(　 　)
A.1 kg的水和1 kg的冰的密度相同
B.可以利用密度来鉴别物质,因为不同物质的密度一定不同
C.为减轻质量,航空器材常采用强度高、密度大的合金或新型合成材料
D.发生火灾时,受困人员常采取弯腰甚至爬行的姿势撤离,是因为含有有害物质的空气温度较高,密度较小,大量聚集在房间的上方
D
D
3.(2022扬州)小明想用天平称出20 g水,先用正确的方法测出空烧杯的质量,如图甲所示。然后在右盘中增加20 g砝码,接着向烧杯中注入一定量的水、指针位置如图乙所示。接下来的操作应该是(　 　)
C
甲 乙
A.向左调节平衡螺母
B.向左移动游码
C.用滴管向烧杯中加水
D.用滴管从烧杯中取水
B
5.(2022齐齐哈尔)近年来,我国在科技领域取得了重大成就。“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功下潜坐底深度10 909米,到达海底后,它携带的一颗备用螺丝钉的质量　 　(选填“增大”“不变”或“减小”)。“歼—20”战机机身是用强度较高、密度　 　(选填“较大”或“较小”)的新型合成材料制成的。
不变
较小
6.(2022广东)一枚实心纪念币的质量为16 g,体积为2 cm3,纪念币的密度是　 　g/cm3。可见,这枚纪念币　 　(选填“是”或“不是”)纯金制成。若宇航员将这枚纪念币带到太空,其质量　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。(ρ金=19.3×103 kg/m3)
7.(2022临沂)临沂是农业大市,被誉为“山东南菜园”,为提高蔬菜的品质及产量,可向蔬菜喷洒密度在1.03～1.05 g/cm3的叶面喷施肥。小明用固体颗粒肥料和水配制了叶面喷施肥,为了确定配制的喷施肥是否符合要求,他进行了如下实验。
8
甲 乙 丙
不是
不变
(1)将天平放在水平台上,需先　 　,再调节平衡螺母使天平平衡。
(2)将适量叶面喷施肥倒入烧杯,用天平测量烧杯和喷施肥的总质量,当天平平衡时,所用砝码和游码的位置如图甲所示,则烧杯和喷施肥的总质量为　 　g。
(3)将烧杯中的喷施肥全部倒入量筒中,如图乙所示,则量筒中喷施肥的体积为　 　cm3。
(4)将倒空后的烧杯放在天平左盘,向右盘加减砝码,当将最小为5 g的砝码放入右盘时,分度盘指针如图丙所示,此时应　 　,使天平平衡,天平平衡时,测出倒空后的烧杯的质量为37 g。
(5)小明所配制的喷施肥的密度为　 　g/cm3。
(6)评估小明的实验方案可知,他测量出的喷施肥的密度是　 　(选填“偏大”“偏小”或“准确”)的。
将游码移到标尺左端的零刻度线处
78.6
40
向右移动游码
1.04
准确
8.(2020甘孜)建筑工地需要400 m3的沙石,为了估测沙石的密度,用一个空桶装满一平桶沙石,测得桶中的沙石的质量为52 kg;再用这个桶装满一桶水,测得桶中水的质量为20 kg,ρ水=1.0× 103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)桶的容积。
答案:(1)0.02 m3
(2)沙石的密度。
(3)若用一辆载重4 000 kg的卡车将沙石运送到工地,至少要运多少车。
答案:(2)2.6×103 kg/m3　
(3)260车

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