密度知识的应用 物质的物理属性
【学习目标】
1.学会量筒的使用方法;
2.学会测量液体和固体的密度;
3.学会利用物理公式间接地测定一个物理量的方法;
4.掌握密度在实际生活中的应用。
5.了解物质的物理属性。
【要点梳理】
要点一、体积的测量
1.量筒:量筒是用来测量液体体积的仪器,如图1所示。
(1)量筒上的单位一般是ml,1ml=1cm3
(2)量筒的使用方法与注意事项:
①选:选择量程与分度值适当的量筒;
②放:把量筒放在水平桌面上;
③测:若量筒内的液体内有气泡,可轻轻摇动,让气泡释放出来;
④读:读数时视线要与量筒内液面的中部相平,即要与凸液面(如水银)的顶部或凹液面的底部(如水)相平,如图2乙所示。
2.测量固体的体积:
(1)形状规则的固体可以用刻度尺测量相关的数据,再根据体积公式计算出来。
(2)形状不规则的固体可以用“排液法”间接地测定。
①下沉物体(如金属块、小石块等等)的测量方法:
先在量筒内倒入适量水,读出其体积V1;
将物体用细线拴住轻轻放入水中,并使水全部淹没固体,读出水和固体的总体积V2;
计算固体的体积V=V2-V1。
②漂浮物体(如石蜡、木块等等)的测量方法:沉坠法或针压法。
沉坠法就是将漂浮的被测物体和能沉入水中的物体用细线拴在一起(物在上重锤在下),先用手提着待测物体上端的细线,将重锤沉入水中(被测物体不能接触到水),读出此时量筒的示数V1;再把被测物体和重锤一起沉入水中,读出此时量筒的示数V2;最后计算固体的体积V=V2-V1。
针压法,和下沉物体的测量方法相似,只不过是设法用细针将被测物体压入到水中使其全部浸没。
要点二、测量物质的密度
1.固体的密度:固体的质量可直接用天平称得,外形不规则物体的体积可通过“排水法”来测定,然后,根据密度定义求得密度。
步骤:
(1)用天平测出石块的质量m;
(2)向量筒内倒入适量的水,测出的水的体积V1;
(3)把石块放入量筒中,测出石块和水的总体积V2;
(4)算出石块的体积V=V2-V1;
(5)利用公式算出石块的密度。
2.液体的密度:先测液体和容器的总质量,然后倒入量筒中一部分液体,并测出这部分液体的体积,再称出容器与剩余液体的总质量,两者之差就是量筒内液体的质量,再用密度公式求出液体的密度。
步骤:
(1)用天平测出烧杯和盐水的总质量m1;
(2)将烧杯中的盐水倒入量筒中的一部分,记下体积V;
(3)用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量m2,算出量筒中盐水的质量m=m1-m2;
(4)利用公式算出盐水的密度。
要点诠释:测量的原理:根据可知,用天平测出物体的质量,用量筒测出物体的体积V,就可以求出它的密度。
要点三、密度知识的应用
由密度公式变形可得m=ρV和V=两个公式。这三个公式代表密度知识有三个方面的应用。
1.鉴别物质
要知道一个物体是什么物质做的,只要测出它的密度,再查阅密度表,看测得的密度值与何种物质的密度相近。如测算出某物质的密度是2.6×103kg/m3,通过查密度表,知道这种物质是花岗岩。
2.计算物体的质量
对于不便于直接测质量的物体,只要知道这个物体是由什么物质组成的,就可通过查密度表,查出这种物质的密度,再想办法测算出它的体积,根据公式m=ρV,就能算出该物体的质量。如:要测算一块大理石碑的质量,大理石的密度可以查表得到,大理石的长、宽、高可以用刻度尺测量,算出大理石的体积,应用公式m=ρV,就可算出大理石的质量;
3.计算物体的体积
对于不便于直接测量体积的物体,如形状不规则的铁制螺钉,可以用天平测量出螺钉的质量,铁的密度可以从密度表中查出,根据公式V=,就可算出螺钉的体积;
要点诠释:密度计算一般要做到“四有”:有必要的文字说明、有公式、有运算过程、有单位。密度计算的一般步骤:
①确定已知条件并统一各物理量的单位;
②分析未知量所对应的条件;
③选择适当的公式进行计算。
要点四、物质的物理属性
不同的物质,其物理属性一般不同。物质的物理属性包括:密度、硬度、熔点、导热性、导电性、磁性、透光性等。对这些物理属性的深入研究,促进了材料科学的发展,催生了新的器件和新的技术,对人类社会产生了重要影响。如:爱迪生对耐高温灯丝材料的研究使电力照明走进了千家万户。
【典型例题】
类型一、量筒的使用
1、(2015秋?会宁县期中)向量筒中注入水,俯视读数为20毫升,倒出一部分水后,仰视读数为12毫升,则实际倒出来的水的体积( )
A.小于8毫升 B.大于8毫升 C.等于8毫升 D.无法确定
【思路点拨】从使用量筒测量液体体积,读数时,遵循““俯大,仰小,平正好”的规律。
【答案】A
【解析】仰视读数时,量筒内实际液体的体积<20mL,俯视读数时,量筒内剩余的实际液体的体积>12mL,则倒出液体的体积<20L-12mL=8mL;故选A。
【总结升华】本题主要考查了使用量筒时,俯视读数时,实际体积小于测出体积,以及仰视读数时,实际体积大于测出体积,在学习时要进行理解识记。
举一反三:
【变式】三位同学在用量筒测量液体体积时,读数情况如图所示,其中 同学读数正确,量筒中液体的体积为 cm3。
【答案】乙、20
2、国庆节前,市工商部门对全市的白酒进行专项检查,某种品牌的白酒的酒瓶上标有450mL的字样,而白酒的含量在446~454mL之间为合格,为了一次性测量出一瓶白酒的体积,最好选用下列哪个量筒( )
A、量程是100mL,分度值是1mLB、量程是500mL,分度值是1mL
C、量程是1000mL,分度值是5mL
D、量程是500mL,分度值是5mL
【答案】B
【解析】在选择测量量筒时,我们应该尽量选择量程更接近被测体积的.又因为被测体积的浮动范围较小,所以为了测量更精确,所选量筒的分度值也应较小.解答:解:A、量程太小,无法一次性测量白酒的体积,所以不合题意;
B、量程最接近,且分度值较小,所以符合题意;
C、量程和分度值都较大,测量结果不够精确,所以不合题意;
D、量程虽然接近,但分度值太大,测量结果不精确,所以不合题意。
【总结升华】根据实际需要选择合适的测量仪器,这是我们应该掌握的基本技能之一。
类型二、密度的测量
3、在“使用托盘天平和量筒测量小金属块密度”的实验中:
(1)把托盘天平放在水平桌面上,将游码移到标尺左端零刻度线处,发现指针偏向分度盘的左侧,此时应该把平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,才能使天平平衡;
(2)天平平衡后,把小金属块放在左盘,用镊子向右盘加减砝码,当把砝码盒中最小的砝码放入右盘后,发现指针偏向分度盘的右侧,接下来正确的操作步骤是 ,直到天平再次平衡,此时测出小金属块质量为 g;
(3)用细线拴好小金属块,放入盛有适量水的量筒中,结果如图所示,则小金属块的体积为 cm3。
(4)该小金属块的密度为 kg/m3。
【答案】右; 取出最小的砝码并向右移动游码; 78; 10; 7.8×103。
【解析】天平指针向左偏,证明左边质量大,所以应向右调螺母。加上最小的砝码仍然向右偏证明砝码质量太大,只能调节游码。小金属块质量 m=50g+20g+5g+3g=78g。小金属块体积V=30ml-20ml=10ml。小金属块密度
【总结升华】本题考查天平的使用,量筒的读数,密度的计算,属于基础题,但学生容易出错。
举一反三:
【变式】小军用天平和量筒测量小石块的密度。他在调节天平时,发现指针偏向分度盘中央刻度线的右侧,如图14甲所示。为使天平横梁水平平衡,他应将平衡螺母向
端调。然后用调节好的天平测量小石块的质量,天平平衡时右盘中的砝码质量、游码在标尺上的位置如图14乙所示,用量筒测量小石块的体积如图14丙所示,则小石块的密度是 kg/m3。
【答案】 左 2.6×103
4、小梦同学在用天平和量筒测盐水密度的实验中。
(1)他用调好的天平按图中甲、乙、丙的顺序进行实验,根据图中数据可知道,量筒申盐水的质量是 g,体积是 ml,盐水的密度是 kg/m3。
(2)在交流讨论的过程申,同组的小雨提出了另一种实验方案,其实验步骤:①用天平测出空量筒的质量;②往量筒中倒入适量的盐水,测出盐水的体积;③用天平测出量筒和盐水的总质量。对上述实验步骤你所持的观点是 ( )
A.能测出盐水的密度且步骤合理
B.测出盐水的密度偏小,不可取
C.易使量筒从天平上倾斜而摔碎,不宜提倡
【答案】(1) 111 100 1.l×l03 (2) C
【解析】(1)测杯和盐水总质量时,砝码总质量100g+50g=150g,游码对应的刻度值是4g,所以杯和盐水总质量154g;
测杯和剩余盐水质量时,砝码总质量20g+20g=40g,游码对应的刻度值是3g,所以杯和剩余盐水总质量43g。
则量筒中盐水的质量是二者之差,即154g-43g=111g。
量筒中液面对应的刻度是100mL。
盐水密度为。
(2)量筒的形状细高,直接放在天平托盘上很容易掉下来摔碎。
【总结升华】(1)天平的读数方法是砝码的总质量加上游码在标尺上对应的刻度值;液体的质量是两次读数之差。
(2)不能把量筒作为盛装液体的容器直接放在天平上称质量。
举一反三:
【变式】如图是某实验小组同学测定一种未知液体密度的三次正确操作情境,请你对照图中情况,完成下表的实验记录。
液体和烧杯的总质量/g 剩余液体和烧杯
质量/g 量筒中液体的体积/cm3 被测液体的密度/((kg·m-3)
【答案】123 71 40 1.3×103
类型三、密度的应用
5、有一捆质量8.9kg,横截面积为2×10-5m2粗细均匀的金属丝。小红想知道这捆金属丝的长度,她选了一条同规格、同材料的短金属丝来间接测量这捆金属丝的长度,经测量得知短金属丝的长为1m,质量为0.178kg。求:
(1)这捆金属丝的总长L;
(2)此金属丝的密度ρ。
【思路点拨】根据题意可采用比例法求金属丝的总长。同种物质密度一定,质量与体积成正比即:;又因为这捆金属丝与选取的金属丝规格相同,即横截面积相同,所以它们的质量与它们的长度成正比即:;(2)根据第(1)问中求出的总长和横截面积可以算出这捆金属丝的体积,然后用根据公式算出密度。
【答案】
答:(1)这捆金属丝的总长是50m
(2)此金属丝的密度是8.9×103kg/m3
【解析】(1)根据题意可采用比例法求金属丝的总长。因为同种物质密度一定,质量与体积成正比;又因为这捆金属丝与选取的金属丝规格相同,即横截面积相同,所以它们的质量与它们的长度成正比;
(2)根据第(1)问中求出的总长和横截面积可以算出这捆金属丝的体积,然后用质量除以体积算出密度。
【总结升华】密度公式在科学研究和生产生活中有着广泛的应用。解决本题的关键是对公式理解清楚,并且能够灵活运用。
举一反三:
【变式】(2015春?靖江市期末)已知铅的密度是11.3×103kg/m3,一个实心金属球的体积是0.5dm3,质量是3.9kg,这个金属球的密度是多少?这个金属球是铅做的吗?
【答案与解析】
实心球的密度
因为铅的密度是11.3×103kg/m3,与铅的密度不相等,所用这个铅球不是用铅做的。