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第二章 物質世界的尺度、質量和密度
物質的尺度及其測量
1、長度符號：L 長度單位：米，單位符號：km,m,dm,cm,mm,um,nm
2、單位換算：1 km = 103 m, 1 m= 106 um = 109 nm
3、長度測量工具：刻度尺、直尺、皮卷尺、游標卡尺、螺旋測微器（千分尺）
4、刻度尺的使用：使用前三看：（1）看零刻度線（2）看量程（量程應略大于被測物體的長度，會選合適量程）（3）看
分度值和單位（分度值越小越精確，但不是越小越好，選合適分度值）
使用時三會：會放、會讀、會記
（1）會放： ①刻度尺的零刻度線與被測物體的一端對齊② 刻度尺與被測物體一邊平
行③刻度尺緊貼被測物體（下圖中第二個操作）
（2）會讀：視線用于尺面垂直，需要估讀到分度值的下一位
（3）會記：記錄的測量結果由數字和單位組成（若恰好整刻度，估讀數字是0不能少）
5、長度測量的特殊方法：（1）累積法：多用于細微物體的直經或厚度的測量，公式為：L= L總/n, n為數量
（2）化曲為直：用于測曲線長度。用無彈性棉線與待測曲線重合，用刻度尺測出棉線長度即可
（3）滾輪法：先測圓長，讓圓在待測曲線上滾動，記下周數，用圓周長乘以圈數即可，多用于
測較長曲線的長度，例如操場。
時間符號：t 時間單位：h,min,s。 單位換算：1 h= 60 min = 3600s
時間測量工具：停表，秒表，沙漏，日晷
機械停表的使用：讀數時，先讀小表盤：小表盤單位為min,不過中間刻度讀整數，過了讀幾點幾min;
再讀大表盤：大表盤單位為s,若小表盤指針不過中間刻度，大表盤按0~30s讀數，若指
針過了中間刻度，大表盤按30~ 60 s讀數;
最后將兩個表盤上的讀數統一單位后相加。
誤差：測量值與真實值之間的差異稱為誤差。
產生誤差的原因：測量誤差，讀數誤差，儀器不準確，人眼觀察不夠細致
減小誤差的方法：選取更準確的測量儀器、改進測量方法，多次測量取平均值。
錯誤是可以避免的，誤差是不可避免的。
誤差和錯誤的區別：
誤差 錯誤
產生原因 與測量工具的準確程度有關 與測量人讀取的估計值有關 不遵守測量儀器的使用規則 實驗方法和過程不正確 讀數時粗心
減小或避免 不可避免，只能減小，減小方法有： 采用準確的測量具 （2）改進測量方法 （3）多次測量取平均值 采用正確的步驟和方法
判斷方法 測量方法正確時，測量值與真實值不同，兩者之間的差異就是誤差 測量方法不正確時，測量值與真實值不同，是錯誤
14 體積：物體所占空間的大小 體積符號:V
體積單位：m 、dm 、cm 、L、mL
體積測量儀器：量筒、量杯（注意：讀數時視線與凹形液面的底相平，或與凸形液面的頂相平）
單位換：1m =10 dm =10 L=106cm =106mL，1dm =1L=10 cm =10 mL,1cm =1mL
15 測量液體體積的方法：兩次量筒體積之差V=V1一V2
測量規則固體體積的方法：數學公式計算
測量不規則固體（不溶于水）體積的方法：
（1）排水法：
①在量筒中倒入適量的水（適量：水要沒過物體上表面，最好不超過量程的2/3），讀出體積為V1;
②將物體用細線拴住并緩慢放入量筒內的水中，使其浸設，讀出此時水與物體的總體積V2;
③被測物體的體積： V物=V排水= V2 —V1
（2）溢水法：
①將燒杯或溢水杯裝滿水，且頭剛好不溢出為準；
②將物體用細線系好使其浸沒在燒杯或溢水杯中，同時用另一容器承接溢出來的水，將溢出的水倒入量
筒中，用量筒測出溢出的水的體積為V;
③被測物體的體積： V物=V溢水= V（注意：溢水法誤差較大）
物體的質量及其測量
1、質量：
定義：物體所含物質的多少，用字母m表示
單位：國際單位：kg，常用單位：t,g,mg,ug
單位換算：1t=103kg=106g=109mg=1012ug,1kg=103g=106mg=109ug
1g=103mg=106ug,1mg=103ug
2、質量的理解：
①質量只與物質的多少有關，只取決于物體本身
②質量是物體本身的一種屬性，與物體的形狀、狀態、空間位置和溫度無關
3、實驗室測量質量的儀器：托盤天平
4、托盤天平的構造：橫梁、指針、分度標盤、平衡螺母、游碼、稱量標尺、砝碼盒（5g、10g、20g、20g、50g、100g)
5、托盤天平的使用過程：
托盤天平的使用方法可歸納為：放、移、調、稱、讀、收
（1）放：將天平放在水平臺面上；
（2）移：使用前將游碼移至標尺最左端的零刻度線處—即游碼歸零
（3）調：調節橫梁上的平衡螺母使橫梁平衡，若指針右偏，則向左調平衡螺母，反之一樣
平衡標志：指針指在分度標盤的中央刻度線處，或在中央刻度線兩側左右擺動幅度相同
調節方法：左偏右調，右偏左調
調節要求：實驗過程中，只需在實驗前調平衡一次即可，實驗過程中不允許再動平衡螺母
（4）稱：物體放左盤、砝碼放右盤（左物右碼）
物體放入左盤（液體和化學藥品不能直接放入托盤中，可墊張紙或用小燒杯），先估測物體質量，打開砝
碼盒，左手端著盒子靠近托盤，右手拿著鑷子緩慢按＂先大后小＂的順序依次放入右盤，若添加最小砝碼
時指針左偏變成右偏，接下來操作是：取下最小砝碼，用鑷子向右調節游碼，直至指針指在中央刻度線處
（5）讀：被測物體的質量m物= m砝+m游，若不小心放成了＂左碼右物＂，則m物= m砝 m游（游碼是有一定寬度
的，讀數時以左側所在刻度線為準）
（6）收：測量完畢后，取下物體，用鑷子收回砝碼（夾取砝碼過程中要小心，不能讓砝碼掉地上，會磨損，下次使
用會產生誤差），將游碼歸零，托盤天平和砝碼盒放回原處
6、注意：
①“平衡螺母”是測量前用來調節天平橫梁平衡的，但測量過程中不能再調節平衡螺母，應該通過加減砝碼和調節游碼使天平重新平衡
②游碼的示數以游碼左側對齊的刻度值為準
③在移動游碼和加減砝碼時都要用鑷子
7、質量的特殊測量方法：
①累積法：適用于微小物體質量的測量。“稱多算少”，即取n個小物體稱其總質量M，則每個小物體的質量為m=M/n。
②質量差法：測量液體質量時，一般先測量容器的質量m，再測量液體和容器的總質量M，則液體的質量為m液=M-m。
8、特殊情況下使用托盤天平造成讀數偏差的幾種情況：
(1)游碼沒有歸零，讀數偏大，即m讀數>m物
(2)砝碼生銹，讀數偏小，即m讀數(3)砝碼沾上東西，讀數偏小，即m讀數(4)砝碼磨損，讀數偏大，即m讀數>m物
(5)右物左碼，若未使用游碼，m讀數=m物；若使用游碼，m讀數>m物
第三節 學生實驗：探究一物質的密度
1、理解三句話：同種物質的質量與體積的比值是一定的
不同物質的質量與體積的比值一般不同
同種物質的質量與體積的關系圖線是一條過原點的直線
2、密度定義：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
密度在數值上等于單位體積內某種物質的質量
密度公式： ，其中 是密度符號，m為質量，V為體積
密度單位： Kg/ m3, g/ cm3 1g/cm3 = 1× 103 kg/m3
密度物理意義： 水= 1x103kg/m3,物理意義： 1立方米的水的質量為1x103kg
3、物質的密度受物態、溫度和壓強的影響：
例：冰和水是同種物質，但密度不同；一定質量的水在4 °C時的體積最小，密度最大；氣體密度隨壓強的增大而
變大。
4、物質的密度是物質本身的一種性質，其大小與質量和體積無關，只是在數值上等于質量和體積的比值。通常情況下，固體密度多數較大，氣體密度多數較小，但不能認為固體密度最大。
5、學生實驗—測量物體密度
（1）測量密度的實驗原理：
（2）測量方法：利用天平測量物體的質量m，利用量筒或量杯測量物體的體積V，再帶入公式計算
（3）測量密度的常規方法：
①測定固體的密度：（ 固＞ 液，且不吸水）
器材：天平、量筒（不可將量筒拿起來讀數，置于水平桌面上）、燒杯、細線、水、待測固體
步驟：*1 用天平測出待測固體的質量m;
*2、用量筒量取適量水的體積V1;（適量：放入石塊后，水既要沒過固體，又不能超過量筒的量程）
*3、用細線系住固體，放入量筒使其緩慢浸沒在水中，讀取水和固體的總體積V2;
*4、固體的體積：V固=V2–V1;
*5、代入公式 得出固體密度。
注意：實驗步驟不能改變，先測m,后測v,因為測體積后固體會變濕，不宜直接放在天平上，而且這樣測得密度會偏大，另外待測固體不能溶于水也不能吸水。若固體密度小于水的密度，會浮于水面，可用針壓法、墜物法使其浸沒。
②測液體的密度：
器材：天平、量筒、燒杯、待測液體
方法一：
步驟：*1、用天平測出燒杯和待測液體的總質量m1;
*2、將部分待測液體倒入量筒中，讀出體積為V；
*3、用天平稱出燒杯和剩余液體的總質量為m2;
*4、計算出量筒中液體的質量m= m1–m2;
*5、計算液體的密度：
方法二：
步驟：*1、先測空燒杯的質量m;
*2、測量燒杯和液體的質量M;
*3、將燒杯中的待測液體全部倒入量筒中，測出體積為V;
*4、計算出液體的密度：
注意：這種方法會導致測量的密度值偏大，因為液體倒入量筒時總會有一部分殘留在燒杯中，使體積V偏小。
在量筒滿足條件的前提下，量筒的分度值越小越準確。
③密度的特殊測量：有時缺少實驗器材（如天平或量筒），這時一般用等效替代法。當缺少量筒時，一般用等體積替代法，即讓被測物體的體積等于一部分水的體積，即V=V水；當缺少天平或缺少砝碼時，一般用等質量替代法，即讓被測物體的質量等于一部分水的質量，即m=m水。
6、密度的應用：
（1）密度與物質鑒別：因密度是物質的一種特性，不同物質的密度一般不同，故可根據物質的質量和體積，計算出物質的密度，再與密度表對比，就可以鑒別物質。
（2）用密度知識判斷金屬球是否空心的方法（假設球為鐵球）
①密度比較法：把求出的球的密度與鐵的密度相比較，如果小于鐵的密度，則球是空心的。
②質量比較法：假設鐵球是實心的，求出實心球的質量與鐵球的質量相比較，如果大于鐵球的質量，則球是空心。
③體積比較法：假沒鐵球是實心的，求出實心球的體積與鐵球的體積相比較，如果小于鐵球的體積，則球是空心
的，且空心體積V =V球—V實。
（3）混合液體的密度的計算：（假設混合后總體積不變）
①等體積混合，混= m混／V混= =
②等質量混合，混= m混／V混=

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