6.3 物质的密度(1)学案（含答案） 苏科版物理八年级下册

物质的密度
【学习目标】
1．通过实验进一步巩固物质密度的概念；
2．学会量筒的使用方法，会用量筒测量液体和不规则形状物体体积的方法；
3．会用天平和量筒测量固体和液体的密度；
4．知道固体和液体密度测量过程中减少实验误差的一般方法。
【学习重点】
能正确用天平、量筒测量固体和液体的密度。
【学习难点】
能用多种方法测量物质的密度
【学习过程】
1．量筒的使用
(1）量筒的使用方法：
①使用前，首先要认清量筒的最大测量值和分度值(刻度上的每个小格代表的刻度数），在测量前应根据被测物的尺度和测量精度的要求来选择合适的量筒。
②量筒在使用时，应放在水平桌面上，使有刻度的一侧面对观察者。
(2）量筒的读数
量筒内的液面大多数是凹液面(如水、煤油等形成的液面），也有的液面呈现凸表(如水银面），读数时，视线一定要与液面所对应的刻度垂直(如图1所示），视线偏上或偏下，读数均不准，如图2所示，甲图读数会偏大，乙图读数会偏小。
量筒是用来测量体积的工具，量筒壁上相邻两条刻度线之间的距离为分度值，其单位也在筒壁上标出，一般为毫升(mL，即cm3），最上面的刻度是量筒的最大测量值，即量程。
【例1】甲、乙、丙三位同学在用量筒测液体体积时，读数情况如图所示，其中__________同学读数正确，量筒中液体体积为__________mL。
解析：量筒中的液面是向下凹的，读数时视线应该与凹液面相平，乙同学的读数正确，量筒上标有“mL”，表明此量筒的分度值为1 mL，从图上可以看出液体的凹液面与60 mL的刻度相平，因此液体的体积为60 mL。
答案：乙　60 mL
2．测量物质密度的原理
根据密度的计算公式ρ＝可知，要测量物质的密度，就要测出它的质量和相应的体积，然后根据密度公式求出它的密度。
【例2】要测量物体的密度，一般需要测定它的__________和__________，然后利用公式__________，计算出物质的密度，这是一种__________(填“直接”或“间接”）的测量方法。
解析：根据密度公式ρ＝知，要计算一种物质的密度需要知道这个物体的质量和体积，此种方法不是直接测量物质的密度，是一种间接测量方法。
答案：质量　体积　ρ＝　间接
3．用量筒测体积
用量筒不仅能够直接测量出液体的体积，而且还可测量某些形状不规则的固体的体积：
(1）排水法：形状不规则而且密度大于水且不溶于水的固体的体积测量常用此法。
①在量筒中注入一定体积(V1）的水(多少以能使固体浸没水中且水在量筒的满刻度以下为标准），以免固体放入后不能全部浸没或放入后液体超出量程而溢出筒外；
②用不易断的细线系住固体并使其全部浸没在水中，读出此时水面所对刻度为V2；
③该固体的体积为V＝V1－V2，如图甲所示。
(2）压入法：形状不规则，不溶于水而在水中又不能下沉的固体适用于此方法。压入法是指物体漂在水面上时，可使用一细长钢针(或其他细长物体）将它压入到浸没，即可测出物体体积。
(3）沉坠法：沉坠法是指不能在水中下沉的物体，可在其下面悬挂一密度大的物体(例如铁块），如图乙所示，分别读出铁块浸没时水面所指刻度V1和物体与铁块一起浸没到水中的刻度V2，则物体体积为V＝V2－V1。
(4）饱和法：可用于测能溶于水的固体体积(如食盐），可先在烧杯内放入一定体积的水，然后添加食盐，再把需测食盐放入量筒中(此时食盐已不能继续溶解），记下此时液面所指刻度V2，则该食盐的体积为V＝V2－V1。
(5）溢杯法：形状不规则的物体，其体积过大或无法浸入现有的量筒中，可以按图所示，采用溢杯法测出其体积。
【例3－1】如图所示，量筒的最大测量范围是________mL；分度值是__________mL，放入物体前，水面对应的刻度值为________mL；放入物体后，水面对应的刻度值为________mL，物体的体积为__________cm3。
解析：图中所示量筒靠近筒口的最大刻数为“100”，其上标有“mL”，表明其最大测量范围(量程）是100 mL，在量筒壁上标注的任意两个相邻的读数之间都有10个小格，表明该量筒的分度值为1 mL。放入物体前，水面凹面正对着53 mL处；放入物体后，水面凹面正对着60 mL处，则物体的体积为：V＝V2－V1＝60 mL－53 mL＝7 mL＝7 cm3。
答案：100　1　53　60　7
【例3－2】在实验室中常用沉坠法测蜡块的体积，将一金属球和蜡块用线连在一起，放入量筒内的水中，如图所示，则该蜡块的体积为(　　）。
A．V2－V1 B．V3－V1 C．V3－V2 D．V3－V2－V1
解析：由于蜡块静止时漂浮在水面上，因此需要用沉坠法或按压法来测量它的体积；V2－V1是金属球的体积，A错；V3－V1是金属球和蜡块的总体积，B错；V3－V2－V1相当于(V3－V2）－V1即用蜡块的体积减去水的体积，没有意义，D错。
答案：C
【例3－3】如图所示，量筒中盛有40 mL的水，把一块质量是50 g的石块，全部没入水中，如果石块的密度是2.5×103 kg/m3，那么石块的体积是__________cm3，此时量筒中的水面在哪个刻度线上，请标在图上。
解析：由V＝＝＝20 cm3；放入石块后，排开水的体积等于石块的体积。因此液面所指的体积应比原来多出20 cm3。
答案：20　如图所示
容积和体积单位的换算关系是：1 L＝1 dm3；1 mL＝1 cm3。
4．测量物质密度的实验顺序
(1）固体的质量应放在测量体积之前进行；否则固体上浸透了水，使固体的质量增大。
(2）测量液体的质量时，必须测出烧杯和液体的总质量m1，向量筒中倒入一部分液体后，再测出剩余部分液体和烧杯的质量m2，则量筒中体积为V的液体质量是m＝m1－m2，否则会使测得液体的质量偏大。
【例4】某同学要测一块石蜡的密度，步骤如下，请帮他填写完整：
A．用__________测出石蜡的质量m；
B．向量筒内倒入__________的水，记下体积V1；
C．用细铁丝将蜡块慢慢压入水中，直到蜡块__________在水中，记下此时体积V2；
D．计算石蜡块的体积V＝__________；
E．石蜡块的密度ρ＝__________。
解析：石蜡的密度小于水的密度，直接放入水中后会漂浮在水面上，因此在用排水法测量它的体积时，可用大头针将它按压入水中。
答案：天平　适量　浸没　V2－V1　m/(V2－V1）
5．测量固体和液体的密度
(1）测量固体的密度(小石块）
①用天平称出石块的质量m；
②将量筒中倒入适量的水记下示数V1；
③将小石块用细线拴好缓缓放入量筒中，记下示数V2；
④小石块的密度表达式为：ρ＝。
(2）测量液体的密度(盐水）
①在烧杯中盛盐水，用天平称出总质量m1。
②将烧杯中的盐水倒入量筒中一些，读出量筒中液体的体积为V。
③再用天平称出烧杯和剩盐水的总质量m2。
④盐水的密度为：ρ＝。
测量固体的体积时，用二次体积差法，测量液体的质量时用二次质量差法。
【例5】某同学在测量正方体金属块密度时：
（1）先将天平放在水平桌面上，然后将游码移至横梁标尺的__________处。若发现天平指针位置如图甲所示，则应将平衡螺母向__________(填“左”或“右”）侧调节，调节天平平衡后，在正确测量的情况下，右盘内所加的砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示，则被测金属块的质量为__________g。
（2）用刻度尺测量金属块边长的情况如图丙所示，则金属块棱长为__________mm，体积为__________cm3。
（3）根据密度公式__________，代入数据计算，可知此金属块的密度为__________kg/m3。
解析：天平在使用前，应先调零，将游码拨到横梁标尺的零刻度线处，再调节横梁两端的平衡螺母，若发现指针偏向中央刻度的左边，应将平衡螺母向右调，读出正方体金属块的质量和体积后，根据公式ρ＝可求得密度。
答案：(1）零刻度线　右　62.4　(2）20　8　(3）ρ＝　7.8×103