資源簡介

物質的密度
【學習目標】
1．通過實驗進一步鞏固物質密度的概念；
2．學會量筒的使用方法，會用量筒測量液體和不規則形狀物體體積的方法；
3．會用天平和量筒測量固體和液體的密度；
4．知道固體和液體密度測量過程中減少實驗誤差的一般方法。
【學習重點】
能正確用天平、量筒測量固體和液體的密度。
【學習難點】
能用多種方法測量物質的密度
【學習過程】
1．量筒的使用
(1）量筒的使用方法：
①使用前，首先要認清量筒的最大測量值和分度值(刻度上的每個小格代表的刻度數），在測量前應根據被測物的尺度和測量精度的要求來選擇合適的量筒。
②量筒在使用時，應放在水平桌面上，使有刻度的一側面對觀察者。
(2）量筒的讀數
量筒內的液面大多數是凹液面(如水、煤油等形成的液面），也有的液面呈現凸表(如水銀面），讀數時，視線一定要與液面所對應的刻度垂直(如圖1所示），視線偏上或偏下，讀數均不準，如圖2所示，甲圖讀數會偏大，乙圖讀數會偏小。
量筒是用來測量體積的工具，量筒壁上相鄰兩條刻度線之間的距離為分度值，其單位也在筒壁上標出，一般為毫升(mL，即cm3），最上面的刻度是量筒的最大測量值，即量程。
【例1】甲、乙、丙三位同學在用量筒測液體體積時，讀數情況如圖所示，其中__________同學讀數正確，量筒中液體體積為__________mL。
解析：量筒中的液面是向下凹的，讀數時視線應該與凹液面相平，乙同學的讀數正確，量筒上標有“mL”，表明此量筒的分度值為1 mL，從圖上可以看出液體的凹液面與60 mL的刻度相平，因此液體的體積為60 mL。
答案：乙　60 mL
2．測量物質密度的原理
根據密度的計算公式ρ＝可知，要測量物質的密度，就要測出它的質量和相應的體積，然后根據密度公式求出它的密度。
【例2】要測量物體的密度，一般需要測定它的__________和__________，然后利用公式__________，計算出物質的密度，這是一種__________(填“直接”或“間接”）的測量方法。
解析：根據密度公式ρ＝知，要計算一種物質的密度需要知道這個物體的質量和體積，此種方法不是直接測量物質的密度，是一種間接測量方法。
答案：質量　體積　ρ＝　間接
3．用量筒測體積
用量筒不僅能夠直接測量出液體的體積，而且還可測量某些形狀不規則的固體的體積：
(1）排水法：形狀不規則而且密度大于水且不溶于水的固體的體積測量常用此法。
①在量筒中注入一定體積(V1）的水(多少以能使固體浸沒水中且水在量筒的滿刻度以下為標準），以免固體放入后不能全部浸沒或放入后液體超出量程而溢出筒外；
②用不易斷的細線系住固體并使其全部浸沒在水中，讀出此時水面所對刻度為V2；
③該固體的體積為V＝V1－V2，如圖甲所示。
(2）壓入法：形狀不規則，不溶于水而在水中又不能下沉的固體適用于此方法。壓入法是指物體漂在水面上時，可使用一細長鋼針(或其他細長物體）將它壓入到浸沒，即可測出物體體積。
(3）沉墜法：沉墜法是指不能在水中下沉的物體，可在其下面懸掛一密度大的物體(例如鐵塊），如圖乙所示，分別讀出鐵塊浸沒時水面所指刻度V1和物體與鐵塊一起浸沒到水中的刻度V2，則物體體積為V＝V2－V1。
(4）飽和法：可用于測能溶于水的固體體積(如食鹽），可先在燒杯內放入一定體積的水，然后添加食鹽，再把需測食鹽放入量筒中(此時食鹽已不能繼續溶解），記下此時液面所指刻度V2，則該食鹽的體積為V＝V2－V1。
(5）溢杯法：形狀不規則的物體，其體積過大或無法浸入現有的量筒中，可以按圖所示，采用溢杯法測出其體積。
【例3－1】如圖所示，量筒的最大測量范圍是________mL；分度值是__________mL，放入物體前，水面對應的刻度值為________mL；放入物體后，水面對應的刻度值為________mL，物體的體積為__________cm3。
解析：圖中所示量筒靠近筒口的最大刻數為“100”，其上標有“mL”，表明其最大測量范圍(量程）是100 mL，在量筒壁上標注的任意兩個相鄰的讀數之間都有10個小格，表明該量筒的分度值為1 mL。放入物體前，水面凹面正對著53 mL處；放入物體后，水面凹面正對著60 mL處，則物體的體積為：V＝V2－V1＝60 mL－53 mL＝7 mL＝7 cm3。
答案：100　1　53　60　7
【例3－2】在實驗室中常用沉墜法測蠟塊的體積，將一金屬球和蠟塊用線連在一起，放入量筒內的水中，如圖所示，則該蠟塊的體積為(　　）。
A．V2－V1 B．V3－V1 C．V3－V2 D．V3－V2－V1
解析：由于蠟塊靜止時漂浮在水面上，因此需要用沉墜法或按壓法來測量它的體積；V2－V1是金屬球的體積，A錯；V3－V1是金屬球和蠟塊的總體積，B錯；V3－V2－V1相當于(V3－V2）－V1即用蠟塊的體積減去水的體積，沒有意義，D錯。
答案：C
【例3－3】如圖所示，量筒中盛有40 mL的水，把一塊質量是50 g的石塊，全部沒入水中，如果石塊的密度是2.5×103 kg/m3，那么石塊的體積是__________cm3，此時量筒中的水面在哪個刻度線上，請標在圖上。
解析：由V＝＝＝20 cm3；放入石塊后，排開水的體積等于石塊的體積。因此液面所指的體積應比原來多出20 cm3。
答案：20　如圖所示
容積和體積單位的換算關系是：1 L＝1 dm3；1 mL＝1 cm3。
4．測量物質密度的實驗順序
(1）固體的質量應放在測量體積之前進行；否則固體上浸透了水，使固體的質量增大。
(2）測量液體的質量時，必須測出燒杯和液體的總質量m1，向量筒中倒入一部分液體后，再測出剩余部分液體和燒杯的質量m2，則量筒中體積為V的液體質量是m＝m1－m2，否則會使測得液體的質量偏大。
【例4】某同學要測一塊石蠟的密度，步驟如下，請幫他填寫完整：
A．用__________測出石蠟的質量m；
B．向量筒內倒入__________的水，記下體積V1；
C．用細鐵絲將蠟塊慢慢壓入水中，直到蠟塊__________在水中，記下此時體積V2；
D．計算石蠟塊的體積V＝__________；
E．石蠟塊的密度ρ＝__________。
解析：石蠟的密度小于水的密度，直接放入水中后會漂浮在水面上，因此在用排水法測量它的體積時，可用大頭針將它按壓入水中。
答案：天平　適量　浸沒　V2－V1　m/(V2－V1）
5．測量固體和液體的密度
(1）測量固體的密度(小石塊）
①用天平稱出石塊的質量m；
②將量筒中倒入適量的水記下示數V1；
③將小石塊用細線拴好緩緩放入量筒中，記下示數V2；
④小石塊的密度表達式為：ρ＝。
(2）測量液體的密度(鹽水）
①在燒杯中盛鹽水，用天平稱出總質量m1。
②將燒杯中的鹽水倒入量筒中一些，讀出量筒中液體的體積為V。
③再用天平稱出燒杯和剩鹽水的總質量m2。
④鹽水的密度為：ρ＝。
測量固體的體積時，用二次體積差法，測量液體的質量時用二次質量差法。
【例5】某同學在測量正方體金屬塊密度時：
（1）先將天平放在水平桌面上，然后將游碼移至橫梁標尺的__________處。若發現天平指針位置如圖甲所示，則應將平衡螺母向__________(填“左”或“右”）側調節，調節天平平衡后，在正確測量的情況下，右盤內所加的砝碼和游碼在標尺上的位置如圖乙所示，則被測金屬塊的質量為__________g。
（2）用刻度尺測量金屬塊邊長的情況如圖丙所示，則金屬塊棱長為__________mm，體積為__________cm3。
（3）根據密度公式__________，代入數據計算，可知此金屬塊的密度為__________kg/m3。
解析：天平在使用前，應先調零，將游碼撥到橫梁標尺的零刻度線處，再調節橫梁兩端的平衡螺母，若發現指針偏向中央刻度的左邊，應將平衡螺母向右調，讀出正方體金屬塊的質量和體積后，根據公式ρ＝可求得密度。
答案：(1）零刻度線　右　62.4　(2）20　8　(3）ρ＝　7.8×103

展開更多......

收起↑