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第六章 质量与密度
八年级上
轻质高强的碳纤维新材料有“黑金”之称.它为北斗卫星巡天插上太阳之翼；它为歼-20战斗机展翅云霄披上战甲；它为奋斗者号潜水器叩开深海大门螺旋助力；它为桥梁跨水拉索固基……
碳纤维能“上天入海”，在诸多领域大显身手，与它自身的高强度等优点有关.材料的“轻”与“重”涉及质量与
密度的概念，本章我们将学习这些知识.
第1节 质量
第2节 密度
第3节 测量液体和固体的密度
第4节 密度的应用
质量与密度
第1节 质量
主题情境·荣誉之重：测量奖牌的质量
主题情境
知识线
任务线
查阅资料，了解物体的质量
制作和运输过程中，制作奖牌的金属物体的质量是否会改变
通过生活常识和使用说明书，了解测量质量的工具
质量的测量工具
质量
利用托盘天平，结合使用说明书测量奖牌的质量
托盘天平的使用
通过说明书了解电子天平，并利用其测量奖牌的质量
电子天平的使用
拓展：利用托盘天平测量液体或粉状物体的质量
荣誉之重：测量奖牌的质量
1. 了解质量的初步概念，知道质量的单位及其换算.
2. 能认识到质量是不随物体的形状、物态和位置而变化的物理量.
3. 掌握托盘天平的使用方法，学会用天平测量物体的质量.
4. 通过使用托盘天平的技能训练，养成严谨的科学态度和协作精神.
学习目标
情境串新知
小明在学校运动会男子100 m短跑项目中以优异的成绩排名第1，获得了学校特质的奖牌，小明对该奖牌的产生了好奇，想知道奖牌的质量是多少，对此他进行了研究.
任务1
查阅资料，了解物体的质量
从日月星辰、山河湖海，到我们周围的所有物体，包括我们自己，都是由物质组成的.早在战国时期，人们就已经开始用天平测量物质的多少了.
战国时期的天平
一把铁锤与一枚铁钉相比，谁所含物质多？一杯水和一桶水呢？
思考
一把铁锤比一枚铁钉所含的物质多，一杯水比一桶水所含的物质少.
一、质量
物体所含物质的多少叫作质量.通常用字母m表示.
(1)基本单位：千克(kg)
(2)常用单位：克(g)、毫克(mg)、吨(t)
1 g=10-3 kg 1 mg=10-3 g=10-6 kg 1 t=103 kg
1. 定义：
2. 单位：
3. 单位换算：
生活中常见的其他单位：公斤、斤、两.
1公斤=1 kg
1斤=10两=0.5 kg
1两=50 g
小资料
一些物体的质量
一支新2B铅笔的质量约8 g
一个篮球的质量约500 g
一瓶矿物水的质量约500 g
一名中学生的质量约50 kg
物理课本的质量约200 g
生活中常见物体的质量
一个苹果的质量约200 g
例 请判断下列估测值是否正确.
(1)一枚硬币的质量约为50 g( )
(2)一部手机的质量约为1 kg( )
(3)一名中学生的质量约为50 kg( )
(4)一只鹅的质量约为3 kg( )
×
×
√
√
6 g
0.15 kg
在下面这几种情况中，物体的质量是否发生了变化？
1. 钢锭被轧成钢板.
2. 冰块熔化成水.
3. 把“冰墩墩”从地面带到空间站(如图).
4. 将一瓶水从一楼拿到五楼.
想 想 议 议
形状改变，所含物质(钢锭、铁)的多少不变，质量不变.
由此可知，物体的质量不随它的形状、物态和位置而改变.
物态改变，但质量不变.
位置改变，但质量不变.
任务2
制作和运输过程中，制作奖牌的金属物体的质量是否会改变
位置改变，但质量不变.
小明通过了解，发现奖牌是在工厂通过熔化成的金属液体通过特定的奖牌模具塑形凝固而成的，那么制作和运输过程中，金属物体的质量是否发生改变呢？
由于物体的质量不随它的形状、物态和位置而改变，说明制作和运输过程中，金属物体的质量是不变的.
利用什么工具来测量奖牌的质量呢？
？
任务3
通过生活常识和使用说明书，了解质量测量的工具
案秤
杆秤
台秤
生活中各种各样的称量工具
臂秤
二、质量的测量工具
电子秤
实验室中测量质量的工具
分析天平
托盘天平
电子天平
在实验室中，用托盘天平来测奖牌的质量，应该如何操作呢？
思考
任务4
利用托盘天平，结合使用说明书测量奖牌的质量
三、托盘天平的使用
小明通过天平使用说明书，知道了天平操作前的注意事项和使用方法.
为了不使天平损坏，在操作之前要注意下面的几条要求.
1. 每个天平都有自己的“称量”，也就是它所能称的最大质量.被测物体的质量不能超过称量.
2. 向盘中加减砝码时要用镊子，不能用手接触砝码，不能把砝码弄湿、弄脏.
3. 潮湿的物体和化学药品不能直接放到天平的托盘中.
请你帮助小明逐条分析，如果不按这些要求做，会出现什么问题.
若被测物体的质量超过称量，则无法测出其质量.
砝码实际质量将偏大，导致测量物体的质量值偏小，同时容易损坏砝码.
会腐蚀天平.
观察托盘天平的结构
底座
托盘架
托盘
标尺
平衡螺母
指针
分度盘
游码
1. 把托盘天平放在水平的桌面上.
2. 把游码移到标尺左端的零刻度线处，调节横梁上的平衡螺母， 使指针指在分度盘的中线处，这时横梁水平平衡.
一放平，二归零，三调横梁成水平.
指针左偏右盘高，两侧螺母向右调；
指针右偏左盘高，两侧螺母向左调.
简记：左偏右调，右偏左调
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用托盘天平测量物体的质量
实 验
3. 把被测物体放在左盘中，在右盘中加减砝码，并调节砝码在标尺上的位置，直到横梁恢复水平平衡.这时盘中砝码的总质量加上游码左端在标尺上所对应的质量，就等于被测物体的质量.
称物体，先估计，
左物右码镊子取；
砝码大小顺次来，
移动游码加一起.
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通过学习，小明用托盘天平正确测量出了奖牌的质量.
思考
如果要用天平称出小瓶中水或粉状物体(例如食盐)的质量，该如何称量？
先测出小瓶和水或粉状物体(例如食盐)的总质量，再将水或粉状物体(例如食盐)完全倒入某容器中，测出小瓶的质量，然后用总质量减去小瓶的质量即可求出小瓶中水或粉状物体(例如食盐)的质量.
拓展
利用托盘天平测量液体或粉状物体的质量
烧杯和液体的总质量m2
空烧杯的质量m1
烧杯和液体的总质量m2
液体的质量m = m2 - m1
顺序能否调换？
测量顺序互换后，将液体倒出时，烧杯中会残留一部分液体，导致空烧杯的质量测量值m1偏大，总质量m2测量准确，故测得的液体质量值偏小.
空烧杯的质量m1
一般情况，先测空容器质量，再将液体或粉状物质放入容器中测其总质量，即可用总质量减去容器的质量即可求出液体或粉状物体的质量.以液体为例：
改进方案：倒出液体后将烧杯擦干净，然后再测量空烧杯的质量即可.
在左盘放上准备称量的物体后，向右盘中尝试着加砝码时，应该先加质量大的还是先加质量小的 为什么
原因：a：如果从小到大增减砝码的话，导致砝码数量太多
操作步骤重复性多；
b：最后微调的过程中，小砝码更精确.
先大后小
思考
思考
如果物体和砝码放反了，会对结果造成什么影响呢？
对于托盘天平，始终满足：m左=m右+m游码
“左物右码”时：m物=m砝码+m游码，即m=m砝码+m游码=m物
“左码右物”时：m砝码=m物+m游码，即m=m砝码+m游码=m物+2m游码
因此，会使测量结果偏大.
例 下列有关托盘天平的使用说法正确的是(　　)
A. 称量前，应调节平衡螺母或移动游码使天平平衡
B. 称量前，应估计被测物体的质量，以免超过量程
C. 称量时，左盘放砝码，右盘放物体
D. 称量时，向右移动游码，相当于向左盘加砝码
B
称量前游码应始终位于零刻度线处
×
√
左物右码
×
右盘
×
上面所用的天平是一种机械天平，现在也常用电子天平来测量质量.有的电子天平精确度很高，对5×10-11 kg大小的质量(相当于一个红细胞的质量)都能反映出来.
任务5
通过说明书了解电子天平，并利用其测量奖牌的质量
四、电子天平的使用
使用方法：
1. 检查并调整天平至水平位置；
2. 检查电源电压是否匹配(必要时配置稳压器)，按仪器要求通电预热至所需时间；
3. 打开天平开关，天平则自动进行灵敏度及零点调节.待稳定标志显示后，可进行正式称量.或称量纸置于秤盘上，关上侧门，轻按一下去皮键，天平将自动校对零点，然后逐渐加入待称物质，直到所需重量为止；
注意事项：称量易挥发和具有腐蚀性的物品时，要盛放在密闭的容器中.
4. 被称物质的重量是显示屏左下角出现“→”标志时，显示屏所显示的实际数值；
5. 称量结束应及时除去称量瓶(纸)，关上侧门，切断电源，并做好使用情况登记.
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小明利用电子天平也测出了手镯的质量.
自古以来，各国采用过各种不同的质量单位.现在世界各国普遍采用国际单位制，在国际单位制中质量的基本单位是千克.
1889年，第1届国际计量大会批准以国际千克原器作为质量的标准.这种作为质量测量标准件的具体实物，终会因为外界环境的变化而引起质量的变化.2018年，第26届国际计量大会决定更新千克的定义，在不使用具体实物的情况下定义了质量单位.
国际千克原器
(复制品)
质量单位——千克的由来
科学世界
自主阅读课本对应内容
基本单位：________；常用单位：克(g)、毫克(mg)、吨(t).
定义：物体所含____的多少.
性质：物体的质量不随它的形状、物态和位置而改变.
质量
使用：
1. 看：观察天平的____和______；
2. 放：把天平放在____台面上，将游码移至标尺左端的________处；
3. 调：调节横梁两端的平衡螺母，使指针指在分度盘的中央；
4. 测：把被测物体轻放在天平的___盘中，用镊子向___盘中添加砝码，并调节游码在标尺上的位置，直至横梁恢复平衡；
5. 读：物体的质量=砝码的总质量+游码左侧对应的示数.
注意事项
托盘天平
的使用
质量
课堂小结
物质
千克(kg)
质量的测量工具：台秤、案秤、电子秤、托盘天平.
1. 每个天平都有自己的“称量”，也就是它所能称的最大质量.被测物体的质量不能超过称量.
2. 向盘中加减砝码时要用镊子，不能用手接触砝码，不能把砝码弄湿、弄脏.
3. 潮湿的物体和化学药品不能直接放到天平的托盘中.
称量
分度值
水平
零刻度线
左
右
随堂练习
1. 联系生活实际，下列关于铁锅和矿泉水的说法正确的是(　　)
A. 普通家用铁锅的质量约为20 kg
B. 铁锅使用时有磨损，质量会变小
C. 一瓶矿泉水密封放进冰箱冷冻后，质量变大
D. 一瓶矿泉水被航天员带入太空后，质量变为零
B
2 kg
×
物体所含的物质变少了
√
物态发生改变，质量不变
×
位置发生改变，质量不变
×
2. 某同学使用托盘天平测量一些物体的质量.
(1)下列操作过程中合理的是_____.
天平未调平
×
砝码要用镊子夹取
×
指针静止在中央刻度线上
√
C
(3)该同学在测量完后，整理器材时发现所用砝码有个小缺口，请你帮忙该同学分析其测量的物体质量值相比真实值_____.
(2)如图甲所示是该同学正确操作的场景，此时天平水平平衡，则该物体的质量为_____g.
甲
m物=m砝码+m游码=20 g+3.2 g=23.2 g
23.2
大
物体的质量=砝码的总质量+游码左侧对应的示数
3.2 g
砝码的实际质量偏小，导致砝码读数偏大
m物=m砝码+m游码
偏大
不变
乙
(4)如图乙所示是其同桌利用托盘天平(砝码完好无缺)测量另一物体的质量的场景，此时天平水平平衡，则该物体的质量为_____g.
m砝码=m物+m游码
16.8
使用托盘天平时，应左物右码，物体和砝码位置放反了
m物=m砝码-m游码=20 g-3.2 g=16.8 g
3.2 g
3. 为了将壁纸钉起来，某同学购买了一盒规格相同的大头针，通过盒子上的信息他了解到整盒大头针的个数，为了验证盒子上的这一信息是否正确，他进行了研究：
(1)为了测量一个大头针的质量，他想到了下列三种方案，你认为在这三种方法中，最好的是____方案；甲方案：把一个大头针放在天平左盘中仔细测量，多次测量同一个大头针的质量，然后求平均值.
乙方案：测出20个大头针的质量，然后求平均值.
丙方案：将一个大头针放在容器里测出总质量，再减去容器质量.多次测量求平均值.
乙
大头针的质量很小，甲、丙单独测量会带来较大的误差
对于微小质量的物体，要用累积法去测它的质量
(2)由于整盒大头针的数量较多，为了估计出大头针的数量，你的方法是什么？
答：用天平测出整盒大头针的总质量，再测出空盒的质量，即可求出全部大头针的质量m；结合(1)中的方法测出1个大头针的质量m1，利用n= 即可估测出大头针的个数.

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