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第二章 物质世界的尺度、质量和密度
物质的尺度及其测量
1、长度符号：L 长度单位：米，单位符号：km,m,dm,cm,mm,um,nm
2、单位换算：1 km = 103 m, 1 m= 106 um = 109 nm
3、长度测量工具：刻度尺、直尺、皮卷尺、游标卡尺、螺旋测微器（千分尺）
4、刻度尺的使用：使用前三看：（1）看零刻度线（2）看量程（量程应略大于被测物体的长度，会选合适量程）（3）看
分度值和单位（分度值越小越精确，但不是越小越好，选合适分度值）
使用时三会：会放、会读、会记
（1）会放： ①刻度尺的零刻度线与被测物体的一端对齐② 刻度尺与被测物体一边平
行③刻度尺紧贴被测物体（下图中第二个操作）
（2）会读：视线用于尺面垂直，需要估读到分度值的下一位
（3）会记：记录的测量结果由数字和单位组成（若恰好整刻度，估读数字是0不能少）
5、长度测量的特殊方法：（1）累积法：多用于细微物体的直经或厚度的测量，公式为：L= L总/n, n为数量
（2）化曲为直：用于测曲线长度。用无弹性棉线与待测曲线重合，用刻度尺测出棉线长度即可
（3）滚轮法：先测圆长，让圆在待测曲线上滚动，记下周数，用圆周长乘以圈数即可，多用于
测较长曲线的长度，例如操场。
时间符号：t 时间单位：h,min,s。 单位换算：1 h= 60 min = 3600s
时间测量工具：停表，秒表，沙漏，日晷
机械停表的使用：读数时，先读小表盘：小表盘单位为min,不过中间刻度读整数，过了读几点几min;
再读大表盘：大表盘单位为s,若小表盘指针不过中间刻度，大表盘按0~30s读数，若指
针过了中间刻度，大表盘按30~ 60 s读数;
最后将两个表盘上的读数统一单位后相加。
误差：测量值与真实值之间的差异称为误差。
产生误差的原因：测量误差，读数误差，仪器不准确，人眼观察不够细致
减小误差的方法：选取更准确的测量仪器、改进测量方法，多次测量取平均值。
错误是可以避免的，误差是不可避免的。
误差和错误的区别：
误差 错误
产生原因 与测量工具的准确程度有关 与测量人读取的估计值有关 不遵守测量仪器的使用规则 实验方法和过程不正确 读数时粗心
减小或避免 不可避免，只能减小，减小方法有： 采用准确的测量具 （2）改进测量方法 （3）多次测量取平均值 采用正确的步骤和方法
判断方法 测量方法正确时，测量值与真实值不同，两者之间的差异就是误差 测量方法不正确时，测量值与真实值不同，是错误
14 体积：物体所占空间的大小 体积符号:V
体积单位：m 、dm 、cm 、L、mL
体积测量仪器：量筒、量杯（注意：读数时视线与凹形液面的底相平，或与凸形液面的顶相平）
单位换：1m =10 dm =10 L=106cm =106mL，1dm =1L=10 cm =10 mL,1cm =1mL
15 测量液体体积的方法：两次量筒体积之差V=V1一V2
测量规则固体体积的方法：数学公式计算
测量不规则固体（不溶于水）体积的方法：
（1）排水法：
①在量筒中倒入适量的水（适量：水要没过物体上表面，最好不超过量程的2/3），读出体积为V1;
②将物体用细线拴住并缓慢放入量筒内的水中，使其浸设，读出此时水与物体的总体积V2;
③被测物体的体积： V物=V排水= V2 —V1
（2）溢水法：
①将烧杯或溢水杯装满水，且头刚好不溢出为准；
②将物体用细线系好使其浸没在烧杯或溢水杯中，同时用另一容器承接溢出来的水，将溢出的水倒入量
筒中，用量筒测出溢出的水的体积为V;
③被测物体的体积： V物=V溢水= V（注意：溢水法误差较大）
物体的质量及其测量
1、质量：
定义：物体所含物质的多少，用字母m表示
单位：国际单位：kg，常用单位：t,g,mg,ug
单位换算：1t=103kg=106g=109mg=1012ug,1kg=103g=106mg=109ug
1g=103mg=106ug,1mg=103ug
2、质量的理解：
①质量只与物质的多少有关，只取决于物体本身
②质量是物体本身的一种属性，与物体的形状、状态、空间位置和温度无关
3、实验室测量质量的仪器：托盘天平
4、托盘天平的构造：横梁、指针、分度标盘、平衡螺母、游码、称量标尺、砝码盒（5g、10g、20g、20g、50g、100g)
5、托盘天平的使用过程：
托盘天平的使用方法可归纳为：放、移、调、称、读、收
（1）放：将天平放在水平台面上；
（2）移：使用前将游码移至标尺最左端的零刻度线处—即游码归零
（3）调：调节横梁上的平衡螺母使横梁平衡，若指针右偏，则向左调平衡螺母，反之一样
平衡标志：指针指在分度标盘的中央刻度线处，或在中央刻度线两侧左右摆动幅度相同
调节方法：左偏右调，右偏左调
调节要求：实验过程中，只需在实验前调平衡一次即可，实验过程中不允许再动平衡螺母
（4）称：物体放左盘、砝码放右盘（左物右码）
物体放入左盘（液体和化学药品不能直接放入托盘中，可垫张纸或用小烧杯），先估测物体质量，打开砝
码盒，左手端着盒子靠近托盘，右手拿着镊子缓慢按＂先大后小＂的顺序依次放入右盘，若添加最小砝码
时指针左偏变成右偏，接下来操作是：取下最小砝码，用镊子向右调节游码，直至指针指在中央刻度线处
（5）读：被测物体的质量m物= m砝+m游，若不小心放成了＂左码右物＂，则m物= m砝 m游（游码是有一定宽度
的，读数时以左侧所在刻度线为准）
（6）收：测量完毕后，取下物体，用镊子收回砝码（夹取砝码过程中要小心，不能让砝码掉地上，会磨损，下次使
用会产生误差），将游码归零，托盘天平和砝码盒放回原处
6、注意：
①“平衡螺母”是测量前用来调节天平横梁平衡的，但测量过程中不能再调节平衡螺母，应该通过加减砝码和调节游码使天平重新平衡
②游码的示数以游码左侧对齐的刻度值为准
③在移动游码和加减砝码时都要用镊子
7、质量的特殊测量方法：
①累积法：适用于微小物体质量的测量。“称多算少”，即取n个小物体称其总质量M，则每个小物体的质量为m=M/n。
②质量差法：测量液体质量时，一般先测量容器的质量m，再测量液体和容器的总质量M，则液体的质量为m液=M-m。
8、特殊情况下使用托盘天平造成读数偏差的几种情况：
(1)游码没有归零，读数偏大，即m读数>m物
(2)砝码生锈，读数偏小，即m读数(3)砝码沾上东西，读数偏小，即m读数(4)砝码磨损，读数偏大，即m读数>m物
(5)右物左码，若未使用游码，m读数=m物；若使用游码，m读数>m物
第三节 学生实验：探究一物质的密度
1、理解三句话：同种物质的质量与体积的比值是一定的
不同物质的质量与体积的比值一般不同
同种物质的质量与体积的关系图线是一条过原点的直线
2、密度定义：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内某种物质的质量
密度公式： ，其中 是密度符号，m为质量，V为体积
密度单位： Kg/ m3, g/ cm3 1g/cm3 = 1× 103 kg/m3
密度物理意义： 水= 1x103kg/m3,物理意义： 1立方米的水的质量为1x103kg
3、物质的密度受物态、温度和压强的影响：
例：冰和水是同种物质，但密度不同；一定质量的水在4 °C时的体积最小，密度最大；气体密度随压强的增大而
变大。
4、物质的密度是物质本身的一种性质，其大小与质量和体积无关，只是在数值上等于质量和体积的比值。通常情况下，固体密度多数较大，气体密度多数较小，但不能认为固体密度最大。
5、学生实验—测量物体密度
（1）测量密度的实验原理：
（2）测量方法：利用天平测量物体的质量m，利用量筒或量杯测量物体的体积V，再带入公式计算
（3）测量密度的常规方法：
①测定固体的密度：（ 固＞ 液，且不吸水）
器材：天平、量筒（不可将量筒拿起来读数，置于水平桌面上）、烧杯、细线、水、待测固体
步骤：*1 用天平测出待测固体的质量m;
*2、用量筒量取适量水的体积V1;（适量：放入石块后，水既要没过固体，又不能超过量筒的量程）
*3、用细线系住固体，放入量筒使其缓慢浸没在水中，读取水和固体的总体积V2;
*4、固体的体积：V固=V2–V1;
*5、代入公式 得出固体密度。
注意：实验步骤不能改变，先测m,后测v,因为测体积后固体会变湿，不宜直接放在天平上，而且这样测得密度会偏大，另外待测固体不能溶于水也不能吸水。若固体密度小于水的密度，会浮于水面，可用针压法、坠物法使其浸没。
②测液体的密度：
器材：天平、量筒、烧杯、待测液体
方法一：
步骤：*1、用天平测出烧杯和待测液体的总质量m1;
*2、将部分待测液体倒入量筒中，读出体积为V；
*3、用天平称出烧杯和剩余液体的总质量为m2;
*4、计算出量筒中液体的质量m= m1–m2;
*5、计算液体的密度：
方法二：
步骤：*1、先测空烧杯的质量m;
*2、测量烧杯和液体的质量M;
*3、将烧杯中的待测液体全部倒入量筒中，测出体积为V;
*4、计算出液体的密度：
注意：这种方法会导致测量的密度值偏大，因为液体倒入量筒时总会有一部分残留在烧杯中，使体积V偏小。
在量筒满足条件的前提下，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；当缺少天平或缺少砝码时，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。
6、密度的应用：
（1）密度与物质鉴別：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，计算出物质的密度，再与密度表对比，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）
①密度比较法：把求出的球的密度与铁的密度相比较，如果小于铁的密度，则球是空心的。
②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，如果大于铁球的质量，则球是空心。
③体积比较法：假沒铁球是实心的，求出实心球的体积与铁球的体积相比较，如果小于铁球的体积，则球是空心
的，且空心体积V =V球—V实。
（3）混合液体的密度的计算：（假设混合后总体积不变）
①等体积混合，混= m混／V混= =
②等质量混合，混= m混／V混=

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