北师大版初中物理八年级上册:2.3《学生实验探究——物质的密度》课件

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名称 北师大版初中物理八年级上册:2.3《学生实验探究——物质的密度》课件
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资源类型 教案
版本资源 北师大版
科目 物理
更新时间 2018-01-16 09:09:17

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课件56张PPT。第二章 物质世界的尺度、质量和密度
三、学生实验:探究——
物质的密度实验探究:物质的质量与体积的关系不同物质体积大的质量不一定大.注意事项:①在测量过程中,禁止通过调节平衡螺母来使天平平衡;测量水的质量时,先测空烧杯的质量,再测烧杯和水的总质量,顺序不能颠倒.②使用量筒测水的体积时,视线要与水的凹面底部相平.③铜块和铝块的体积也可通过量筒间接测量.④使用刻度尺测棱长时,要做到“一贴、二正、三对齐”.例1 如图2-3-1所示是在探究甲、乙两种物质的质量跟体积关系时作出的图像.以下分析正确的是( )
A.不同物质的质量跟体积的比值是不同的
B.甲物质的质量跟体积的比值比乙物质的小
C.若V甲=V乙,则m甲<m乙
D.若m甲=m乙,则V甲>V乙
解析:由图像知,50 cm3的甲、乙两物质的质量分别为50 g、25 g,不同物质的质量跟体积的比值是不同的,甲物质的质量跟体积的比值比乙物质的大,A正确,B、C错误;由图像知,25 cm3的甲物质的质量与50 cm3的乙物质的质量相等,D错误.图2-3-1A物质的质量与体积的比值是物质的一种特性,对于不同物质而言,该比值一般不同,对于温度、状态相同的同一物质而言,该比值不变.密度密度一般是定值,
温度变化会不同;
密度表示物特性,
物变大小才变动;
密度公式要记熟,
质量体积来相除巧记乐背(1)不同物质的密度一般不同,我们可利用这个特点鉴别物质.
(2)由密度公式ρ= 可知,当ρ一定时,V与m成正比,即同种物质的体积与质量成正比.
(3)物质的密度受物态变化的影响,当物质在固态、液态和气态之间转化时,其质量不变,但是由于其体积变化,所以其密度变化(如冰化成水,体积变小,密度变大).
(4)物质的密度受温度的影响,如物质热胀冷缩,虽然质量不变,但体积变化,从而导致密度的变化.例2 (上海模拟)有根粗细均匀的铝棒,若锯掉四分之一,则剩下四分之三铝棒的密度是( )
A.原来密度的四倍
B.原来密度的四分之一
C.原来密度的四分之三
D.与原来密度相同
解析:粗细均匀的铝棒被锯掉四分之一后,体积与质量都变成原来的四分之三,所以它们的比值不变,即它的密度不变.D同种固体或液体,无论体积、质量怎样变化,密度总是不变的,但气体由于没有一定的体积和形状,当它的质量或体积变化时,密度不一定不变,如氧气瓶内的氧气用去一部分后,质量变小,但体积不变,故密度变小.物质密度的测量(1)测量液体的密度时,不可先测体积,再测质量,因为测量体积时把液体从量筒中倒出来,不能倒干净,不可避免地有部分液体沾在量筒壁上,从而使测得的质量偏小,影响测量结果的准确性.量筒是一种测量仪器,又比较高,所以不能把液体盛在量筒里直接测质量,否则,量筒在天平上容易歪倒.
(2)利用量筒测量固体的密度,应先测质量,再用排水法测体积.若顺序颠倒,固体上沾的水将影响质量的测量结果,从而影响测量的密度的准确性.例3 (湖南岳阳模拟)学完密度的知识后,小明想知道所喝的早餐奶的密度.于是和小刚到实验室,分别用不同的器材进行了测量.小明利用天平(含砝码)、量筒、烧杯测量早餐奶密度的过程如下:图2-3-2(1)将天平放在水平桌面上,游码放在标尺左端的零刻线处,调节_________,使指针指在分度盘的中线处,这时横梁平衡;
(2)在烧杯中倒入适量的早餐奶,用天平测出烧杯和早餐奶的总质量为76.2 g,将烧杯中的早餐奶的一部分倒入量筒中,如图2-3-2甲所示,则量筒内早餐奶的体积是_____cm3;
(3)再用天平测出烧杯和剩余早餐奶的质量,砝码和游码的示数如图2-3-2乙所示,则量筒中早餐奶的质量为_____g;
(4)经过计算可知,早餐奶的密度ρ= _____ g/cm3.平衡螺母40421.05解析:(1)使用天平测物体的质量时,应先把天平放在水平台上,把游码放在标尺左端的零刻线处,调节横梁两端的平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处;(2)由甲图知,量筒的分度值为2 mL,量筒中的示数为40 mL=40 cm3;(3)天平的示数m2=20 g+10 g+4.2 g=34.2 g,量筒中牛奶的质量m=m1-m2=76.2 g-34.2 g=42 g;(4)牛奶的密度ρ=
.测量液体的密度时,一般情况下,都不是测量全部液体的质量和体积,因为在倒液体时,不可避免地有液体残留在容器壁或量筒壁上,所以一般都是测量倒出的部分液体的质量与体积,求得其密度.例4 (湖南娄底模拟)为了测量一元硬币的密度,小刚用天平测量10枚硬币的质量,平衡时右盘所加砝码及游码的位置如图2-3-3甲所示;图2-3-3乙是10枚硬币放入量筒前后的液面情况.由图可知,10枚硬币的质量为_____,则所测硬币的密度为_____________.图2-3-38×103 kg/m364 g 解析:硬币的质量为砝码的质量与游码所对的刻度值之和,由图甲知,10枚硬币的质量m=50 g+10 g+4 g=64 g;由图乙知,未放入硬币时水的体积V1=30 mL,放入硬币时体积V2=38 mL,所以所测硬币的体积V=V2-V1=38 mL-30 mL=8 mL =8 cm3,则所测硬币的密度ρ= =8 g/cm3
=8×103 kg/m3.硬币是不规则物体,需要用量筒测量它的体积,使用量筒和水测量硬币的体积时,硬币上不可避免地沾有水,所以应该先测质量,再测体积.密度公式的应用质量相同而体积不同的物质,成分肯定不同.利用密度公式判断物体是实心的还是空心的,具体方法如下:
(1)比较密度.利用密度公式求出物体的密度,与构成该物体的物质的密度比较,若ρ物体=ρ物质,则该物体是实心的,若ρ物体<ρ物质,则该物体是空心的.
(2)比较质量.假设物体是实心的,利用m=ρV求出实心物体的质量m,再与物体的实际质量相比较,若m=m物,则该物体是实心的,若m>m物,则该物体是空心的.
(3)比较体积.假设物体是实心的,利用V= 求出实心物体的体积V,再与物体的实际体积相比较,若V物=V,则该物体是实心的,若V物>V,则该物体是空心的.关于多个物体或同一物体在不同情况下的计算题,找准等量关系是解题的关键,一般情况下,同一物体在不同情况下,密度不变,即密度是等量关系,本题中石块与水之间的等量关系是体积.误以为气体的密度也是定值例6 某钢瓶内的氧气密度为6 kg/m3,一次气焊用去其中的 ,则瓶中剩余氧气的密度为( )
A.4 kg/m3 B.6 kg/m3
C.2 kg/m3 D.无法确定
解析:钢瓶内的氧气用去其中的 后,质量变成原来的 ,而它的体积没变,仍然为钢瓶的容积,由密度公式ρ= 可知,其密度也变成原来的 ,即变成6 kg/m3× =4 kg/m3.A例5 (四川南充中考)已知一个空瓶子装满水后的总质量为300 g,在装满水的瓶子中放入一个小石块,溢出水后其总质量为320 g,取出石块后,剩余的水和瓶子的总质量为290 g.(不计取出石块的过程中带走的水)则石块的质量为____g,石块的密度为_____g/cm3.(ρ水=1.0×103 kg/m3)
解析:石块的质量m石=320 g-290 g=30 g,石块的体积为排开水的体积,所以V石=V排= =10 cm3,则石块的密度ρ石= =3 g/cm3.330错解:B
注意:固体与液体一样,不同质量的同种固体或液体,质量大的,体积就大,体积与质量成正比,因此同种固体或液体的密度是一个定值;而气体不同,气体没有一定的体积,相同质量的气体,放在大小不同的容器里体积不相等,所以密度不同,一般情况下,温度、受压情况对气体密度的影响都很大.对公式ρ= 的理解不透彻例7 小芳同学学习了密度公式ρ= 以后,对它有以下理解.其中正确的是( )
A.ρ与m成正比,与V成反比
B.不论是否为同种物质,ρ大的m一定大
C.不论V是否相同, ρ大的m就大, ρ小的m就小
D.同一种物质在同一状态下的密度相同,不同物质的密度一般不同
解析:密度是物质的一种特性,同种物质在同一状态下密度相同,与质量、体积无关,故A、B错误,D正确;而质量m=ρV,m的大小与ρ、V均有关,不能只考虑一个因素,故C错误.D错解:A
注意:密度是物质的一种特性,同种物质在同一状态下,密度相同,故物体的密度与物体的体积大小和质量大小无关,但在不知道物体密度时,可以间接通过密度公式进行计算.ρ= 不仅仅是一个数学关系,它还有一定的物理含义.(1)对同一种物质而言,在同一状态下,ρ的大小与m、V无关,此时 是一定值;(2)对于不同物质而言,当V一定时,m与ρ成正比,即 ;(3)对于不同物质而言,当m一定时,V与ρ成反比,即 .题型一 探究物质的质量与体积的关系例8 某同学测出几个长方体的质量和体积,并求出了每个长方体的质量跟体积的比值,数据如下,则下列说法中错误的是( )DA.同种物质,它的体积增大几倍,其质量也增大几倍
B.同种物质,它的质量与它的体积的比值是个定值
C.不同种物质,质量与体积的比值不一定相等
D.同种物质,体积变化,其单位体积所含物质的多少也变化解析:比较松木块1和松木块2的数据可知,同种物质,体积变为原来的4倍,质量也变为原来的4倍,因此可得出的结论为同种物质,它的体积增大几倍,其质量也增大几倍,并且它的质量与它的体积的比值是个定值,故A、B正确;由表中数据可知,铁块和松木块的质量与体积之比不相等,故C正确;同种物质,体积变化时,其质量也发生变化,但单位体积所含物质的多少不发生变化,故D错误.方法点拨:本题采用了逐项分析法.逐项分析法是解答选择题的常用方法之一,这种解法要对每一个选项逐一分析,排除错误的选项,确定正确的选项.题型二 密度的计算例9 小华家的晒谷场上有一堆稻谷,体积为4 m3,为了估测这堆稻谷的质量,他用一只空桶平平地装满一桶稻谷,测得桶中的稻谷的质量为10 kg,再用这只桶装满一桶水,测得桶中水的质量为8 kg,求这堆稻谷的总质量约为多少吨?思路导图明确水与样品之间的等量关系 由V=
求出桶的容积稻谷的密度ρ稻谷=
,稻谷的总质量m总=ρ稻谷V总解析:桶的容积V= =8×10-3 m3,稻谷的密度ρ稻谷= =1.25×103 kg/m3,这堆稻谷的总质量m总=ρ稻谷V总=1.25×103 kg/m3×4 m3=5×103 kg=5 t.
答案:5 t题型三 密度的应用例10 在贵重金属中常用“盎司”这个质量单位,1盎司≈28.3 g,一块体积是10 cm3的奥运会金牌含有5盎司黄金,它是纯金吗?_______(填“是”或“不是”).(ρ金=19.3 × 103 kg/m3)思路导图明确所要解决的问题是鉴别物质 已知金牌质量m和体积V,由公式ρ= 可计算出金牌的密度 比较ρ与ρ金是否相等,判断金牌是不是纯金的不是 解析:奥运会金牌的质量m=5盎司≈5×28.3 g=141.5 g,它的密度ρ= =14.15×103 kg/m3,因为金的密度
ρ金=19.3×103 kg/m3,所以这块奥运会金牌不是纯金的.题型四 物质密度的测量角度a 液体密度的测量例11 (广东中考)如图2-3-4所示是测量酱油密度的过程,从图甲可读出烧杯的质量,图乙可读出烧杯和酱油的总质量,图丙可读出烧杯中全部酱油的体积.那么,酱油的质量m=________g,酱油的体积V=_______cm3,酱油的密度ρ=___________kg/m3.图2-3-41.125×1034540酱油质量m=m总- m杯,由图丙可知酱油体积V,由密度公式ρ= 求出酱油密度思路导图测量目的——测量液体的密度需要测量的物体是空烧杯质量
m杯,烧杯和酱油的总质量m总 解析:由图甲知,空烧杯的质量m杯=20 g+10 g+5 g=
35 g,由图乙知,烧杯和酱油的总质量m总=50 g+20 g+
10 g=80 g,则酱油的质量m=m总-m杯=80 g-35 g=45 g;由图丙知,酱油的体积V=40 cm3,则酱油的密度ρ=
=1.125 g/cm3=1.125×103 kg/m3.角度b 固体密度的测量例12 (山东德州中考)为测出石块的密度,某同学先用天平测石块的质量,所加砝码和游码在标尺上的位置如图2-3-5甲所示.接着用量筒和水测石块的体积,其过程如图乙所示.下列判断不正确的是(D)
A.石块的质量是46.8 g
B.石块的体积是18 cm3
C.石块的密度是2.6×103 kg/m3
D.若先用量筒测石块的体积,接着用天平测石块的质量,会导致测得石块的密度偏小图2-3-5若先测石块体积,则石块从量筒中取出时会带着水,使测得的石块质量偏大,所得石块的密度会偏大思路导图测量目的——测量固体密度测量原理为ρ= 解析:由图甲知,石块的质量m=20 g+20 g+5 g+1.8 g
=46.8 g,由图乙知,水的体积为20 cm3,水和石块的总体积为38 cm3,则石块的体积V=38 cm3-20 cm3=18 cm3,石块的密度ρ= =2.6 g/cm3=2.6×103 kg/m3,故A、B、C说法正确;若先测石块的体积,则石块从量筒中取出会带着水,使测得的石块的质量值偏大,由密度公式知,计算出的石块的密度值偏大,故D说法错误.
例13 某校科学探究小组应用所学物理知识测量瓷器的密度,他们所用的器材有若干小碎瓷片,足够的水,一个质量为m0、容积为V0的有密封盖的瓶子(如图2-3-6).问:
(1)他们还需要选择什么器材才能测出小碎瓷片的密度?(只限选一件仪器)
(2)请简要写出测量过程,并用适当的符号表示所测量的物理量.图2-3-6解析:(1)为了测碎瓷片的密度,需要测量碎瓷片的质量和体积,题目中所给的器材没有可以直接或间接测量质量的器材,所以还需要一架天平.(2)碎瓷片的体积可以借助瓶子和水.方法是:①取适量的小碎瓷片,用天平测出其质量m;②将瓶子装满水,盖好瓶盖,用天平测出瓶子和水的总质量m1;③将小碎瓷片装入瓶里,拧紧瓶盖,再测出瓶子、水和小碎瓷片的总质量m2,小碎瓷片的体积V=V排=
,则小碎瓷片的密度ρ=答案:(1)天平
(2)①取适量的小碎瓷片,用天平测出其质量m;②将瓶子装满水,盖好瓶盖,用天平测出瓶子和水的总质量m1;③接着将小碎瓷片装入瓶里,拧紧瓶盖,再测出瓶子、水和小碎瓷片的总质量m2.(1)利用刻度尺和天平可以测量规则固体的密度,非规则固体的密度可以用天平、量筒和水来测量,无论用哪种方法,必须用天平来测量固体的质量.
(2)用量筒测量固体的体积属于等量替代法,即固体排开水的体积与固体的体积相等.
(3)如果没有量筒,也可以通过等量替代法计算出固体的密度.知识链接解读中考:密度是物质的一种特性,每种物质都有自己的密度,本节知识在中考中主要考查的是密度的特性、密度的测量、关于密度的计算、密度知识的应用等,一般以填空题、选择题、实验探究题为主,偶尔出现计算题,难度不大.考点一 有关密度的计算 例14 (江苏扬州中考)一个中学生的体积最接近( )
A.50 mm3 B.50 cm3
C.50 dm3 D.50 m3
解析:人体的密度与水的密度相差不多,一个中学生的质量约为50 kg,其体积约为V= =0.05 m3
=50 dm3.C教材第53页“作业第3题”
人体的密度与水的密度差不多,一个体重正常的成年人的质量约为60 kg,其体积约为m3.例15 不同品种,不同产地的小麦,即使麦粒都很饱满,其中各种成分的比例及麦粒的坚实度也不一样,因此麦粒的密度也略有不同.请你利用实验课上用过的仪器,设计一个测定饱满麦粒密度的实验方案.要求:
(1)写明所需器材、测量步骤及操作中为减小误差而需要注意的事项;
(2)用字母代表物理量,写出计算麦粒密度的公式.核心素养解析:(1)实验器材:天平、量筒、水、20颗麦粒.实验步骤:①取20颗麦粒,用天平称出质量m;②在量筒中装入适量的水,记下水的体积V1;③把麦粒倒入量筒,记下此时量筒的读数V2.为减小误差需注意的事项:除去瘪粒,选用的麦粒要干净;把麦粒倒入量筒的水中以后要适当摇晃,排出气泡;麦粒不可在水中浸泡时间太长,测量失败重新实验时要用新的麦粒.(2)用字母代表物理量,计算麦粒密度的公式为ρ= .答案:(1)实验器材:天平、量筒、水、20颗麦粒.实验步骤:①取20颗麦粒,用天平称出质量m;②在量筒中装入适量的水,记下水的体积V1;③把麦粒倒入量筒,记下此时量筒的读数V2.为减小误差需注意的事项:除去瘪粒,选用的麦粒要干净;把麦粒倒入量筒的水中以后要适当摇晃,排出气泡;麦粒不可在水中浸泡时间太长,测量失败重新实验时要用新的麦粒.(2)密度表达式:ρ= .