第六章质量与密度核心专题三密度的特殊测量(共32张PPT)2023-2024学年教科版八年级上册物理

(共32张PPT)
第六章　质量与密度
核心专题三　密度的特殊测量
1.熟练掌握天平和量筒的使用规则。
2.利用针压法、等效法测量物质的密度。
◎重点:利用等效法测量物质的密度。
1.利用等体积法测量物体的密度
角度A　利用标注法测量大块物体的密度
　小明首先用天平测得瓷片质量为m，然后用如图所示的方法测瓷片的体积:
①往烧杯中加入适量的水，把瓷片浸没，在水面到达的位置上做标记；
②取出瓷片；
③往量筒加入适量的水，记录量筒中水的体积V1；
④将量筒的水缓慢倒入烧杯中，使水面到达标记处；
⑤操作后记录量筒中水的体积V2；
⑥则瓷片的密度　ρ ＝(用m、V1、V2表示)。
＝　
ρ
　在标注法测量瓷片体积时，瓷片的体积等于添加到标注位置所需水的体积。
1.“沉睡三千年，一醒惊天下。”三星堆遗址在2021年3月出土了大量文物，如图1所示，这是其中的金面具残片，文物爱好者小张和小敏同学制作了一个金面具的模型，用实验的方法测量模型的密度。
图1
(1)小张将模型放在左盘，在右盘加减砝码，并调节游码使天平水平平衡，砝码和游码如图2甲所示，则模型的质量为84　g。
84　
(2)小张和小敏又进行了如图2乙所示的三个步骤:
①烧杯中加入适量水，测得烧杯和水的总质量为145 g。
②用细线拴住模型并浸没在水中(水未溢出)，在水面处做标记。
③取出模型，用量筒往烧杯中加水，直到水面达到标记　处。
标记　
(3)测出图2乙③中烧杯和水的总质量为155 g，小敏计算出模型的密度为　8.4　g/cm3。
8.4　
解析　(1)模型的质量m＝50 g＋20 g＋10 g＋4 g＝84 g；(3)图2乙③中烧杯和水的总质量为155 g，图2乙①中烧杯和水的总质量为145 g，故倒入烧杯中的水的质量m水＝155 g－145 g＝10 g，模型的体积等于倒入烧杯中的水的体积，即V＝V水＝＝＝10 cm3，模型的密度ρ＝＝＝8.4 g/cm3。
角度B　利用排沙法测量物体的密度
　小明同学应用“密度”相关知识来测量花生种子的密度，他找了托盘天平(含砝码)、烧杯、量筒和水进行测量:
(2)为了解决个别花生漂浮的问题，小明改用“排沙法”测量花生体积，请你帮他完成实验:
①在量筒1中加入适量的沙，摇平，记录体积V1；
②把量筒1中的沙全部倒入盛有花生的烧杯中，充分摇匀、摇平，记录体积V2；
(1)小明先用天平测量空烧杯的质量为m0，再把花生放到烧杯
中测出其质量，如图乙所示，烧杯和花生的总质量m＝152　g；
152　
a.实验应该选择“细沙”还是“粗沙”？答:　细沙　；
b.请用实验中测量的物理量的符号表示花生的密度ρ＝ ；
细沙　
　用排沙法测量物体体积时，为了减少误差，应用细沙，从而减少空隙所占体积对测量结果的影响；测量质量的方法与普通法测量密度相同。
　
2.小明在爷爷家附近找到一种矿石，他想测量这种矿石的密度，他发现这种矿石具有吸水性，他想到了几种改进方案，其中可行的方案是　ABC　(多选)。
A.用特薄保鲜膜紧密包裹住石块再测体积
B.把量筒中的水换成细沙，利用“排沙法”测体积
C.先让矿石吸饱水，再放入量筒里的水中测体积
ABC　
解析　对于吸水性的物体，由于吸水会导致测量的体积偏小，测量密度偏大；为了防止吸水，可以采用薄膜包裹的方法，也可以采用吸水后再测体积的方法，还可以采用排沙法测量。
2.利用针压法、坠物法测量物体的密度
　小敏想测量蜡块的密度，她发现蜡块会漂浮在水面不能直接用排水法测量其体积，经过一番思考后她设计了如下实验:
(1)用调节好的天平称量蜡块的质量时，砝码和游码的示数如图甲所示，则蜡块的质量是　9　g。
(2)将适量的水倒入量筒中，再将一金属块缓慢放入水中直至浸没，量筒中的水面位置如图乙所示。最后用细线将蜡块和金属块系在一起后缓慢放入水中直至浸没，量筒中的水面位置如图丙所示。则蜡块的体积是　10　cm3。
(3)根据公式可以计算出蜡块的密度是　0.9　g/cm3。
9　
10　
0.9　
　对于在水中漂浮的物体，可以用坠物法测量它的体积:首先利用排水法测量坠物的体积，然后利用排水法测量坠物和漂浮物的总体积，最后作差得到漂浮物体的体积。
3.小丽学习小组想测量蜡块的密度，在实验室进行了如下实验。
将蜡块放在天平的左盘，当天平平衡时，右盘中所加砝码和标尺上的游码位置如图乙所示，则蜡块的质量是　18.4　g。按照如图丙所示的顺序，算出了蜡块的体积，则蜡块的密度是　0.92×103　kg/m3。
18.4　
0.92×103　
　 蜡块的质量是m1＝10 g＋5 g＋3.4 g＝18.4 g；蜡块的体积为V＝V2－V1＝40 cm3－20 cm3＝20 cm3；蜡块的密度为ρ＝＝＝0.92 g/cm3＝0.92×103 kg/m3。
解析
3.利用等质量法测量物体的密度
　在“测量液体密度”实验中，小芳发现托盘天平没有砝码，她通过思考找来了两个完全一样的烧杯和两个量筒，请你和小芳一起完成本次实验。
(1)小芳将天平放在水平桌面上，将游码移到标尺左端的零刻度线处，发现指针位置如图甲所示，要使天平平衡，应将平衡螺母向　右　调节。
右　
(2)天平调节平衡后，小芳将两个完全一样的烧杯分别放在天平的左右两盘中，用量筒取了40 mL的水倒入右盘的烧杯中，然后向左盘的烧杯中缓慢加入待测液体，直至天平重新恢复平衡，如图乙所示。再将左盘烧杯中的待测液体全部倒入另一量筒中，如图丙所示，则所测液体的体积是　50　cm3。
(3)小芳按照以上方法测得待测液体的密度是　0.8×103　kg/m3。(水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3)
50　
0.8×103　
　若装置中没有砝码，可以借用等质量法测量物体质量:用天平取质量与待测物体质量相同的水，然后把这些液体倒入量筒中测得体积V；由于水密度ρ已知，所以可以根据密度公式m＝ρV求得液体质量。
4.小明用一架没有砝码的天平、一个量筒、两个烧杯、一只滴管和若干水，测量一小块雨花石(可拴细线放入量筒中)的密度。小明设计了部分实验步骤，请将下列横线上的测量步骤补充完整。
(1)将两个烧杯放在天平左右两盘上，将游码移至左端零刻度线，发现指针左偏，再将平衡螺母移至最右端，指针指在分度盘中央刻度线。
(2)将雨花石放入　左　盘烧杯中。
(3)向量筒中倒入适量(可完成全部测量需要)水，记下水的体积V1。
左　
(4)将　量筒中的部分水倒入右盘的烧杯中　，并用滴管调节直至天平平衡，记下量筒中水的体积V2。
(5)将　雨花石浸没在量筒中的水中　，记下　量筒中水面对应的刻度值　V3。
量筒中的部分水倒入右盘的烧杯中　
雨花石浸没在量筒中的水中　
量筒中水面对
应的刻度值　
(6)计算出雨花石密度的表达式为ρ石＝ 水　(用上述测量值表达，其中ρ水已知)。
解析　(4)将量筒中的部分水倒入右盘的烧杯中，并用滴管调节直至天平平衡，记下量筒中水的体积V2，则雨花石的质量m＝ρ水V＝ρ水(V1－V2)；(5)雨花石的体积V＝V3－V2；(6)雨花石的密度ρ石＝＝ρ水。
ρ水　
间接测量密度
测量密度是利用的间接测量法，首先测量物体质量、然后测量物体体积，最后计算物体密度。在测量物体质量和体积时，很多时候不能直接测量，需要用到等效法。
(1)等体积法测量物体体积
①对于不规则的小固体，我们可以借助量筒，用排水法测量固体体积，固体排开水的体积，就是固体体积。
②对于不规则的较大固体，我们可以借助烧杯、量筒，用标注法测量倒入烧杯内补充固体所占体积的水的体积。
③对于溶于水的、吸水的、在水中漂浮的固体，我们可以用排沙法测量体积；另外可以用坠物法、针压法测量漂浮固体的体积。
(2)等质量法测量物体质量
当只有天平没有砝码时，我们可以用天平测得质量与待测物体相同的水；然后用量筒测得这些水的体积，再利用水的密度已知，根据公式m＝ρV计算液体质量从而间接得出待测物体质量。