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第六章質量與密度 知識網絡構建 高頻考點透析 序號 考點 考頻 1 估測常見物體的質量 ★★ 2 天平的使用 ★★★ 3 密度的公式 ★★★ 4 會運用量筒測體積 ★★★ 5 測量固體和液體的密度 ★★★ 6 密度與溫度的關系 ★★ 7 會鑒別物質 ★★ 知識能力解讀 知能解讀：(一)質量 1．概念：物體所含物質的多少“月質量，通常用字母“m”表示。 2．質量是物體的一種屬性：任何物體都有質量，當物體的形狀、物態(tài)、位置改變時，物體的質量不會改變，即質量是物體的一種屬性。 知能解讀：(二)質量的單位及其換算 1．質量單位：國際上通用的質量單位是千克，符號kg。它等于保存在巴黎國際計量局內的國際千克原器(見圖)的質量。1 dm3的純水在4℃時的質量為1 kg。 2．質量單位的換算：常用的還有t、g、mg，它們之間的換算關系是：1 t=1 000 kg、l kg=1 000 g、l g=1 000 mg。 知能解讀：(三)質量的測量 1．測量工具：測量質量的工具有天平、桿秤、案秤、臺秤、電子秤等。實驗室里常用的是托盤天平。 2．托盤天平的構造及使用 構造 測量范圍 感量 天平能測出的最小質量，它決定該天平的精確度。如一架天平銘牌上標有“感量：0.2g，則這架天平能精確到0.2g 稱量 即該天平能夠稱量的最大質量 放 將天平放在水平臺上 移 使用前將游碼移至標尺左端的零刻度線處 調 調節(jié)橫梁上的平衡螺母，使指針指在分度盤的中央刻度線處，這時橫梁平 衡。調節(jié)平衡螺母的方法可歸結為“左偏右調，右偏左調”，也就是當指針 向右偏時，應將橫梁上的平衡螺母向左調，即平衡螺母調節(jié)的方向與指針 偏轉的方向相反 稱 稱量時，把被測物體放在左盤，估計一下被測物體的質量后，用鑷子按“先大后小”的順序向右盤中依次試加砝碼，如果添加最小的砝碼后，右邊下沉，而取出這個最小的砝碼后，左邊下沉，這時應取出最小的砝碼，再調節(jié)游碼在標尺上的位置，直到天平指針指在分度盤的中央刻度線處。特別注意：被測物體和砝碼的位置是“左物右碼” 讀 右盤里砝碼的總質量加上標尺上游碼的示數值就是被測物體的質量。游碼 的示數值以游碼的左側對齊格數為準。在使用天平時，若不小心按“左碼 右物”的方式放置，那么被測物體的質量應等于砝碼質量之和減去游碼在標尺上的示數值 收 測量完畢，將砝碼放回盒內，游碼歸零(游碼撥回標尺的零刻度線處)。方 法：天平的使用可用以下口訣記憶：測質量，用天平，先放平，再調平，游碼左移零，螺母來調平，左物右碼要記清，先大后小鑷取碼，平衡質量加游碼 拓展： 質量的特殊稱量法 ①累積法：微小物體的稱量用累積法，即取n個小物體稱出其質量M，則每個小物體質量。 ②質量差法：測量液體質量時，需增加盛液體的容器，一般先測容器的質量，再側液體和容器的總質量，最后用總質量減去容器質量得到液體的質量。 ③異常天平稱量法：a.等臂但托盤不等重的天平稱量法：物體放左盤，右盤加砝碼，天平平衡；物體放右盤，左盤加砝碼，天平平衡。則物體質量。 b.不等臂天平的稱量法：用上述方法把物體分別顯于左、右盤時稱得質量分別為、，則物體質量，這種方法叫“置換法”。 知能解讀：(四)密度 某種物質組成的物體的質量與它的體積之比叫做這種物質的密度。密度在數值上等于物體單位體積的質量。密度是表示物質特性的物理量，物質的特性就是指物質本身具有的而又能相互區(qū)別的一種性質。 點撥：“密度是物質的特性”這句話的含義有三種： ①每種物質都有它確定的密度，對于同種物質來說，密度是不變的，、幣它的質量與體積成正比，例如對于鋁制品來說，不論它體積多大、質量多少，單位體積的鋁的質量都是不變的。 ②不同的物質，其密度一般不同，平時習慣上講“水比油重”就是指水的密度大于油的密度，在相同體積的情況下，水的質量大于油的質量。 ③密度與該物質組成的物體的質量、體積、形狀、運動狀態(tài)等無關。但注意密度與溫度是密切相關的。由于一般物體都有熱脹冷縮的性質，由公式可知，當溫度升高時，體的質量不變，其體積變大(特殊情況除外)，則其密度相應減小。反之，溫度下降時其密度增大。 知能解讀：(五)密度的公式及單位 1．公式：用表示物質的密度，用m表示物體的質量，V表示物體的體積，則密度的公式可表示為。 2．單位：密度的國際單位制單位是千克每立方 米(kg/m3 )，表示1 m3體積的物體的質量是多少，常用單位還有g/cm3、kg/dm3等，它們的換算關系是： 1 g/cm3=1kg/dm3=1000kg/m3。 點撥：對于公式，要以下四個方面理解： ①同種物質，在一定物態(tài)下密度是定值，它不隨質量大小或體積大小的改變而改變。實際上，當質量(或體積)增大幾倍時，其體積(或質量)也隨著增大幾倍，而單位體積的質量不改變。不能認為物質的密度與質量成正比，與體積成反比。 ②同種物質組成的物體，體積大的質量也大，物體的質量跟它的體積成正比，即當一定時，。 ③不同種物質組成的物體，在體積相同的情況下，密度大的質量也大，物體的質量跟它的密度成正比，即當V一定時，。 ④不同種物質組成的物體，在質量相同的情況下，密度大的體積反而小，物體的體積跟它的密度成反比，即當m一定時，。 知能解讀：（六）量筒的使用 量筒是用來測量液體體積的工具，如圖所示。量筒的壁上刻有刻度，相鄰兩條刻度線之間的距離為分度值，表示量筒的精確程度。通常情況下，還標有100 mL、 200 mL或500 mL，等字樣，這些字樣均表示量筒的量程。 在使用量筒測液體體積時，視線要與液體(如水、酒精、煤油等)凹面的底部或液體(如水銀)凸面的頂部在同一水平線上，如圖所示。 知能解讀：(七)密度的測量 1．原理：由密度公式可知，要測量某種物質的密度，需要測量由這種物質構成的物體的質量和體積。 2．測量工具：測量質量的工具是天平。測量物體的體積，若是形狀規(guī)則的固體，可用刻度尺分別測出長、寬、高等，再由體積公式算出它的體積；若是形狀不規(guī)則的固體或液體，可用量筒或量杯來測量。 我們常用以下五種方法對物質的密度進行測定。 物體特征 測量方法 液體 液體的體積可以直接用量筒(或量杯)測出，其質量就要通過“質量差法”來測定，即先稱出容器和液體的總質量，將一部分液體倒入量筒中，再稱出容器與剩余液體的總質量，兩者之差就是倒入量筒內液體的質量，再根據求得密度 形狀規(guī)則 的固體 質量可用天平測量；體積可直接用刻度尺測長、寬、高等，并利用體積公式算出，如正方體體積V=a3，圓柱體體積，長方體體積V=abc，根據求得密度 形狀不規(guī) 則的固體 (不溶于水) 質量可用天平測量 體積可用“排水法”間接地測出 具 體 步 驟 ①先在量筒中倒入適量水，讀出體積V1(水的多少以剛好淹沒固體為宜。水過多，放入固體后液面會超過量程；水過 少，不能淹沒固體) ②再將固體用細線拴住慢慢放入量筒內水中，并使其全部淹沒，此時讀出水與固體的總體積V2 ③由，可得出固體體積 根據求得密度 漂浮的 固體 質量可用天平測量 體積可用“墜沉法”測出 具 體 步 驟 ①將待測物體和能沉入水中的重物用細線拴在一起，先用手提待測物體上端的細線，只將能沉入 水中的物體浸沒在量筒水中，讀出體積V1 ②然后將拴好的兩個物體一起浸入水中，讀出體積V2 ③被測固體體積 體積也可用“針壓法”測出 用一細長針刺入被測物體并用力將其壓入量筒的水中使其被淹沒，測固體的體積 根據求得密度 較大固體 質量可用天平測量 體積可用“溢水法”測出 把水裝滿大燒杯，以水剛好溢出為準，此時把較大固體浸沒在燒杯的水中，且同時用另一容器承接從燒杯中溢出的水，再用 量筒測溢出水的體積V，則V就是較大固體的體積 根據求得密度 知能解讀：(八)密度的應用 1．利用密度可以鑒別物質 由公式知，只要測出物體的質量和體積，就可利用這個公式求出這種物質的密度，然后查密度表就可知道這個物體是由什么物質制成的。如通過測定密度，工藝師可以很快地判定一件金制工藝品是不是純金的。地質勘探人員根據礦石的色澤、硬度、密度和其他有關特性判斷礦石的品種。通過測定密度還可以判定物體是空心的還是實心的。 2．密度的特殊用途，是根據需要選取不同密度的物質作產品的原材料鉛可用作網墜，鑄鐵用作落地扇的底座、塔式起重機的壓鐵等，都因為它們的密度大。鋁合金用來制造飛機，玻璃鋼用來制造汽車的外殼；泡沫塑料用來制作救生器件，氫氣、氦氣是氣球的專用充氣材料等，都因為它們的密度比較小。 3．水的反常膨脹 一般來說，同種物質都遵從熱脹冷縮規(guī)律，即溫度升高時體積變大，密度變??；溫度降低時體積變小，密度變大。 水在4℃時密度最大。溫度高于4℃時，隨著溫度的升高，水的密度越來越??；溫度低于4℃時，隨著溫度的降低，水的密度一也越來越小。水凝固成冰時，體積變大，密度變小，人們把水的這種特性叫做水的反常膨脹。 解題方法技巧 方法技巧：(一)對質量概念的理解及應用 解答時牢記質量是物體的一種屬性，不隨物體物態(tài)、形狀、空間位置、溫度的變化而變化。 方法技巧：(二)天平的使用 天平在使用過程中的錯誤類型包括：(1)操作類錯誤：①用手拿砝碼和移動游碼；②游碼沒有歸零直接測量；③錯把物體放在右盤，砝碼放在左盤；④測量過程中移動平衡螺母。(2)讀數類錯誤：①標尺的分度值讀錯；②游碼的示數錯讀成右側的刻度值。 方法技巧：(三)密度公式及變形公式、的應用 密度的公式是，可得出質量計算式和體積計算式。只要知道其中兩個物理量，就可以代入相應的計算式進行計算。審題時注意什么量是不變的，什么量是變化的。 方法技巧：(四)密度在生產和生活中的應用 密度的公式可變形為和，利用這兩個變形式可解決生活中的有關問題。 方法技巧：(五)有關密度的圖象問題 在解答關于物質的質量與體積關系圖象的題目時，一是要明確圖象的橫坐標及縱坐標表示的物理意義；二是運用“控制變量”的思想來分析，即在體積相同時，比較質量，質量大的密度大；三是選取某點對應的坐標(一個是質量值，另一個是體積值)，運用密度公式計算物質的密度。 方法技巧：(六)側量固體密度 測量時，一是要對天平進行正確讀數；二是讀取量筒中固體體積時要以水面凹形底部為準，前后兩次讀數之差就是固體體積；三是牢記測固體密度最合理的實驗步驟的順序。 方法技巧：(七)側量液體密度 測量液體的質量時，是用液體和容器的總質量減去容器和剩余液體的總質量，就是倒入量筒中液體的質量。天平的使用問題和測量步驟問題的解答與測固體密度的要求相同。 跨越思維誤區(qū) 思維誤區(qū)：測量物質的密度常見錯誤 在測量物質密度的過程中，不能正確讀數，如讀取質量時，忘記加游碼所對刻度值；讀取體積時，沒有以水面凹形底部為準；沒有從減小誤差的角度來設計實驗步驟等。 物理思想方法 思想方法：等量替代法 無量筒測液體密度或粉狀固體的密度 原理： 轉換方法： 中考考點鏈接 考點鏈接：(一)中考考點解讀 本章是中考的重點內容，主要考查學生對質量、密度概念的理解，天平的使用，密度的測量及計算。常以選擇題、填空題、計算題、實驗探究題等形式呈現。 考點鏈接：(二)中考典題剖析 1．質量的測量 2．密度的理解 3．測量物質的密度