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1、6.1 密度
第二課時
[學(xué)習(xí)目標(biāo)]
1、知道測量密度的原理。
2、會用量筒和天平測量物質(zhì)的密度。
[知識解讀]
1、 物質(zhì)的特性和物體屬性的區(qū)別
特性是物質(zhì)在一定條件下具有的性質(zhì)。通常條件變化時,這種性質(zhì)也會發(fā)生變化。如密度和比熱容是物質(zhì)的特性,因為狀態(tài)與溫度有關(guān),當(dāng)水結(jié)成冰,物質(zhì)的狀態(tài)變了,密度也發(fā)生了變化。而屬性是指事物在任何條件下具有的性質(zhì)。如質(zhì)量是物體的屬性,因為質(zhì)量不隨形狀、溫度、狀態(tài)、位置等改變。
2、 密度相同的一定是同種物質(zhì)嗎?
不一定,石蠟和冰的密度都是0.9×103千克/米3,卻是不同物質(zhì),當(dāng)然同種物質(zhì)的密度在不同條件下,可能也不一樣。例如同一鐵塊,加
2、熱后溫度升高,質(zhì)量不變,體積變大,密度會減小。
3、 密度與質(zhì)量和體積的關(guān)系
密度是物質(zhì)的一種特性,它只與物質(zhì)的種類有關(guān),與質(zhì)量、體積等因素?zé)o關(guān),物質(zhì)的密度可由物體的質(zhì)量和體積進(jìn)行計算,而不是由質(zhì)量和體積決定的。例如我們可以通過實驗測出一個鋁塊的質(zhì)量和體積,進(jìn)而計算出它的密度,但它代表的卻不僅僅是這個鋁塊的,而是鋁這一類東西所共同的特征。
[經(jīng)典例說]
例1. 某同學(xué)在利用天平、刻度尺測量一個正方體金屬塊的密度的實驗中,進(jìn)行以下操作:
圖1
圖2
(1)用刻度尺測量金屬塊的邊長,如圖1所示,則金屬塊的體積為___________m3。
(2)然后將游碼
3、移至零刻度處,發(fā)現(xiàn)天平的指針偏向分度盤的右側(cè),他就應(yīng)該向____調(diào)節(jié)橫梁上的___________,直到指針指在分度盤的中央。
(3)用調(diào)節(jié)好的天平進(jìn)行測量,天平平衡后,盤內(nèi)所加砝碼及游碼在標(biāo)尺上的位置如圖2所示,則金屬塊的質(zhì)量為__________g。
(4)金屬塊的密度為_________kg/m3。
解析:從刻度尺的讀出正方體的棱長為2厘米,先求出體積為:,再由天平出正方體的質(zhì)量為m=21.6g=2.16×10-2kg,
根據(jù)密度公式計算出:。
4、
參考答案: (1)8×10-6;(2)左;平衡螺母;(3)21.6;(4)2.7 × 103。
例2.在學(xué)校組織的實踐活動中,小明和同學(xué)們一起去工廠參觀,工人送給小明一個零件,小明想通過物理課上所學(xué)的知識判斷零件是用哪種金屬制成的,于是他從實驗室借來了天平和量筒進(jìn)行測量.
(1)在調(diào)節(jié)天平橫梁平衡時,發(fā)現(xiàn)天平的指針靜止在分度盤中央刻度線的左側(cè),則他應(yīng)將橫梁上的平衡螺母向_________調(diào)節(jié)。
圖4
圖3
(2)調(diào)節(jié)平衡后,將零件放在已調(diào)好的天平左盤內(nèi),當(dāng)天平重新平衡時,右盤內(nèi)的砝碼和游碼在標(biāo)尺上的位置如圖3所示,則零件的質(zhì)量為________g.將零
5、件放入裝有水的量筒中,量筒中水面位置的變化情況如圖4所示,則零件的體積為________cm3.這個零件的密度為___________kg/m3.
(3)對照密度表可知,該零件是用________制成的.
(4)若小明在測量的過程中,先用排水法測零件的體積,再測質(zhì)量,則測量結(jié)果將偏__________,原因是________________________________________。
解析:使用天平測量物體質(zhì)量,必須先調(diào)節(jié)天平水平平衡,當(dāng)天平的指針靜止在分度盤中央刻度線的左側(cè),應(yīng)將橫梁上的平衡螺母向右調(diào)節(jié).從天平上讀出零件的質(zhì)量為78.2 g,從量筒上兩次讀出體積,分別為20 cm
6、3和30 cm3,求出零件的體積為V=10 cm3。根據(jù)密度公式求出零件密度:。查密度表,這個零件可能是鐵。在測量的過程中,先用排水法測零件的體積,再測質(zhì)量,測得的質(zhì)量會偏大,零件體積不變,則測量結(jié)果將偏大。
參考答案:(1)右;(2)78.2;10;7.82×103;(3)鐵;(4)大,零件上有水滴使質(zhì)量值偏大。
例3. 在測量某種液體的密度實驗中
(1)用量筒測量液體的體積:如圖5甲所示,液體的體積為_______cm3.
圖5
(2)用天平測量液體的質(zhì)量:將盛有液體的燒杯
7、放在已經(jīng)調(diào)節(jié)好的天平左盤上,天平平衡時,右盤上的砝碼及標(biāo)尺上游碼的位置如圖5乙所示,已知燒杯質(zhì)量為30g則液體的質(zhì)量為_______ g。
(3)根據(jù)測得的數(shù)據(jù),計算出液體的密度為_______ g/ cm3。
解析:從量筒中讀出液體為V=22 cm3,從天平的讀出液體和燒杯的總質(zhì)量為56.4g,求出液體的質(zhì)量為m=26.4 g,利用密度公式計算液體的密度.
參考答案:(1)22;(2)26.4;(3)1.2。
例4. 用天平和量筒測量色拉油的密度,以下四個步驟中,必須且合理的步驟是( )
A、用天平測出空燒杯的質(zhì)量;
B、將適量油倒入燒杯中用天平測出杯和
8、油的總質(zhì)量;
C、將燒杯中油倒入量筒中讀出油的體積;
D、用天平測倒掉油后燒杯的質(zhì)量。
解析:測色拉油密度必須測出其質(zhì)量和體積,因需測其體積,故實驗中選項C是必須要的步驟之一。由于色拉油是液體,測其質(zhì)量時,必須借助于容器,且需測出色拉油與容器的總質(zhì)量,故實驗中選項B同樣是必須要的步驟。選項A、D所述實驗步驟,它們的目的是為了測出色拉油的質(zhì)量。那么在最合理的步驟中為什么選擇D而不選擇A呢?因為選擇選項D時,所計算的色拉油質(zhì)量完全是倒入量筒中的那部分色拉油的質(zhì)量。這樣,即使燒杯中的色拉油向量筒中未倒凈也沒有關(guān)系。如果選擇選項A, 計算出質(zhì)量的色拉油一般不能把它完全倒入量筒中,這樣,實
9、驗的誤差較上種選擇將明顯變大。
參考答案:B C D
例5. 在“用天平和量筒測定固體密度”的實驗中,某同學(xué)正確測得石塊質(zhì)量為48g,體積測量如圖6甲所示,石塊體積為___________cm3,石塊的密度是___________kg/m3 ,圖6乙是個別同學(xué)在實驗操作過程中的情況;圖6丙是部分同學(xué)實驗結(jié)束離開實驗室后留下的情景。指出圖中違反實驗操作規(guī)則和實驗不規(guī)范之處。
圖6
(1)圖乙:_____________________________________________________________。
(2)圖丙:______
10、_______________________________________________________。
解析:從甲圖可以看出V水=60mL,水和石塊的總體積V總=80mL,則V石=60 mL;利用天平測量質(zhì)量時,在稱量時不能調(diào)節(jié)平衡螺母,實驗完成后應(yīng)該整理好器材。
參考答案: 20;;(1)稱物體質(zhì)量時又重新調(diào)節(jié)平衡螺母;(2)離開實驗室前沒有把器材整理好。
[夯實基礎(chǔ)]
1. 用密度知識測量物質(zhì)密度應(yīng)用的原理是__________,用天平測量物質(zhì)的__________,用量筒測量物質(zhì)的__________。
2. 在實驗室里測定鹽水的密度時,是用___________
11、_來測量鹽水的體 積的,是用________鹽水的質(zhì)量的,在測量鹽水質(zhì)量時,應(yīng)分別測量出___________的質(zhì)量和__________的質(zhì)量,才能得出鹽水的質(zhì)量。
3. 圖中所示的測量工具叫___________,它的最小刻度是_____,根據(jù)石
塊放入前后的液面位置,那么石塊體積為___________。
第3題圖
4. 在用天平和量筒測量某種食油的密度時,以下操作步驟中,不必要且
不合理的是: ( )
A.用天平測出空燒杯的質(zhì)量
B.取適量的油倒入燒杯中,用天平測出杯和油的總質(zhì)量
C.將燒杯中的油倒入量筒中,測出倒入量
12、筒中的油的體積
D.用天平測出燒杯和剩余油的總質(zhì)量
5. 在測定金屬球的密度的實驗中:
第5題圖
(1) 用調(diào)節(jié)好的天平測金屬球的質(zhì)量:把金屬球放
在天平的左盤內(nèi),當(dāng)右盤內(nèi)有50克的砝碼一個,
游碼在標(biāo)尺的位置如圖所示時,天平平衡,則該金
屬的質(zhì)量為____________克。
(2) 將金屬球放入盛有60厘米3水的量筒中以后,水面到達(dá)80厘米3的刻度線,該金屬球的體積為__________厘米3,該金屬球的密度為__________千克/米3。
[能力提升]
6. 三位同學(xué)在用量筒測液體體積時,讀數(shù)情況如圖所示,其中_________同學(xué)讀數(shù)正確,量筒中液體體積
13、為________mL。
第7題圖
第6題圖
7.小王同學(xué)在做“測量一個正方體金屬塊密度”的實驗中,進(jìn)行了以下操作:
(1)用刻度尺測量金屬塊的邊長,結(jié)果如圖所示,則該金屬塊的體積為__________米3。
(2)用調(diào)節(jié)好的托盤天平正確測量,測得該金屬塊的質(zhì)量為0.0729千克,由此可計算得出該金屬塊的密度為__________千克/米3。
8. 某同學(xué)要測金屬塊的密度,需要以下的步驟:
a.把金屬塊放在天平的左盤,砝碼放在右盤稱質(zhì)量;
b.記下砝碼和游碼的值;
c.記錄量筒中放入金屬塊后水面的刻度值;
d.計算密度
14、;
e.記錄量筒中沒有放入金屬塊時水面的刻度值;
f.調(diào)節(jié)天平;
這些步驟合理的排序應(yīng)該是:_______________________________。
9.小明測量植物油密度時,按下列順序進(jìn)行了操作:
①用天平測出空燒杯的質(zhì)量m1;
②向燒杯中倒入適量植物油,測出燒杯與植物油的總質(zhì)量m2;
③將燒杯中植物油倒入量筒中,測出植物油的體積V;
④計算出植物油的密度ρ。
第9題圖
(1)下表是小明根據(jù)上述實驗操作,設(shè)計的記錄數(shù)據(jù)表格。請根據(jù)圖示將表格數(shù)據(jù)填寫完整。
物理量
空燒杯的質(zhì)量m1
(克)
燒杯與植物油的總質(zhì)量m2
15、(克)
植物油的體積V
(厘米3)
油的密度
(千克/米3 )
測量值
15
20
(2)小明按照上述實驗操作得到的密度值比真實值偏大。請你在小明實驗的基礎(chǔ)上,設(shè)計一個誤差更小的實驗方案并寫出植物油密度的最后表達(dá)式。
實驗方案:____________________________________________________________。
[拓展提高]
10. 小明同學(xué)在用天平測物體質(zhì)量的實驗中,首先取來托盤天平放在水平桌面上,發(fā)現(xiàn)如圖(1)所示情況.
(1) (2)
16、 (3)
第10題圖
(1)他應(yīng)采取的措施是__________________________________________________;
(2)天平調(diào)節(jié)平衡后,小明按圖(2)所示的方法來稱量物體的質(zhì)量,小華立即對小明說:“你操作時至少犯了兩個錯誤.”小華所說的兩個錯誤是:
①_________________________________________________________,
②____________
17、__________________________________________________________.
(3)小明虛心地聽取了小華的建議,重新進(jìn)行操作.在稱量過程中,又出現(xiàn)了如圖(1)所示的情況,他_____________________________________________________________;
(4)天平再次平衡后,所用砝碼和游碼位置如圖(3)所示,那么小明所稱量物體的質(zhì)量是_________g.
11.在“測定液體密度”的實驗中:
(1)使用托盤天平時,應(yīng)將天平放在水平桌面上,游碼移至標(biāo)尺左端 點上,若發(fā)現(xiàn)指針靜止時指
18、在分度盤中央的左側(cè),則應(yīng)將平衡螺母向 調(diào)節(jié),使橫梁平衡。
(2)用調(diào)節(jié)好的天平稱液體質(zhì)量。往燒杯中倒入液體,稱出杯與液體的總質(zhì)量為70g,把杯中一部分液體倒入量筒中,如圖甲所示;再稱燒杯和剩下液體的總質(zhì)量時,發(fā)現(xiàn)加減砝碼總不能使天平平衡,這時應(yīng)移動____________________使天平平衡。若天平再次平衡時所用砝碼和游碼的位置如圖乙所示。則倒入量筒內(nèi)液體的質(zhì)量為 g,量筒內(nèi)液體的體積是___________cm3。
(3)該液體的密度是___________g/cm3,查密度表可知該液體可能是___________。
部分液體的密度表
第11題圖
19、
密度(二)參考答案
[夯實基礎(chǔ)]
1. ρ=m/V;質(zhì)量;體積
2. 量筒;天平;燒杯;燒杯和鹽水。
3. 量筒;2毫升;32厘米3。
4. A
5. (1)54;(2)20;(3)2.7×103
[能力提升]
6. 乙;60.
7. (1) 2.7×10-5;(2) 2.7×103
8. (1)f、a、b、e、c、d
9. (1)
物理量
空燒杯的質(zhì)量m1 (克)
燒杯與植物油的總質(zhì)量m2 (克)
植物油的體積V(厘米3)
油的密度 (千克/米3 )
測量值
15
33.4
20
0.92×103
(2)①向燒杯中倒入適量植物油,測出燒杯與植物油的總質(zhì)量m1';
②將燒杯中一部分植物油倒入量筒中,測出植物油的體積V';
③用天平測出燒杯和剩余植物油的質(zhì)量m2';
④計算出植物油的密度。
[拓展提高]
10. (1)向左調(diào)平衡螺母;(2)物體和砝碼的位置放反了;不應(yīng)該用手拿砝碼
(3)在右盤加砝碼或向右移動游碼。
(4)47.4
11. (1)零;右。(2)游碼;16;20。(3)0.8;酒精。
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