初二物理人教版知識(shí)導(dǎo)學(xué)測(cè)量物質(zhì)的密度（基礎(chǔ)）知識(shí)講解

1、測(cè)量物質(zhì)的密度（基礎(chǔ)）撰稿人 肖鋒 審稿：蒙阿妮【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、學(xué)會(huì)量筒的使用方法；2、學(xué)會(huì)測(cè)量液體和固體的密度；3、學(xué)會(huì)利用物理公式間接地測(cè)定一個(gè)物理量的方法；4、分析和解決實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在的問(wèn)題及誤差?！疽c(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、體積的測(cè)量1、量筒：量筒是用來(lái)測(cè)量液體體積的儀器，如圖1所示 （1）量筒上的單位一般是ml，1ml=1cm3 （2）量筒的使用方法與注意事項(xiàng)選：選擇量程與分度值適當(dāng)?shù)牧客?；放：把量筒放在水平桌面上；測(cè)：若量筒內(nèi)的液體內(nèi)有氣泡，可輕輕搖動(dòng)，讓氣泡釋放出來(lái)；讀：讀數(shù)時(shí)視線要與量筒內(nèi)液面的中部相平，即要與凸液面（如水銀）的頂部或凹液面的底部（如水）相平，如圖2乙所示。 2、測(cè)量固

2、體的體積 （1）形狀規(guī)則的固體可以用刻度尺測(cè)量相關(guān)的數(shù)據(jù)，再根據(jù)體積公式計(jì)算出來(lái)。（2）形狀不規(guī)則的固體可以用“排液法”間接地測(cè)定下沉物體（如金屬塊、小石塊等等）的測(cè)量方法先在量筒內(nèi)倒入適量水，讀出其體積V1；將物體用細(xì)線拴住輕輕放入水中，并使水全部淹沒(méi)固體，讀出水和固體的總體積V2；計(jì)算固體的體積V=V2V1。漂浮物體（如石蠟、木塊等等）的測(cè)量方法：沉墜法或針壓法沉墜法就是將漂浮的被測(cè)物體和能沉入水中的物體用細(xì)線拴在一起（物在上重錘在下），先用手提著待測(cè)物體上端的細(xì)線，將重錘沉入水中（被測(cè)物體不能接觸到水），讀出此時(shí)量筒的示數(shù)V1；再把被測(cè)物體和重錘一起沉入水中，讀出此時(shí)量筒的示數(shù)V2；最后

3、計(jì)算固體的體積V=V2V1。針壓法，和下沉物體的測(cè)量方法相似，只不過(guò)是設(shè)法用細(xì)針將被測(cè)物體壓入到水中使其全部浸沒(méi)。要點(diǎn)二、密度的測(cè)量（高清課堂關(guān)于密度試驗(yàn)專題）1、測(cè)量的原理：根據(jù)可知，用天平測(cè)出物體的質(zhì)量，用量筒測(cè)出物體的體積V，就可以求出它的密度。2、測(cè)量方法固體的密度要點(diǎn)詮釋：固體的質(zhì)量可直接用天平稱得，外形不規(guī)則物體的體積可通過(guò)“排水法”來(lái)測(cè)定，然后，根據(jù)密度定義求得密度。步驟：a、用天平測(cè)出石塊的質(zhì)量m；b、向量筒內(nèi)倒入適量的水，測(cè)出的水的體積V1；c、把石塊放入量筒中，測(cè)出石塊和水的總體積V2；d、算出石塊的體積V=V2-V1；e、利用公式算出石塊的密度。液體的密度要點(diǎn)詮釋：先測(cè)液

4、體和容器的總質(zhì)量，然后倒入量筒中一部分液體，并測(cè)出這部分液體的體積，再稱出容器與剩余液體的總質(zhì)量，兩者之差就是量筒內(nèi)液體的質(zhì)量，再用密度公式求出液體的密度。步驟a.用天平測(cè)出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m1；b.將燒杯中的鹽水倒入量筒中的一部分，記下體積V；c. 用天平測(cè)出燒杯和剩余鹽水的總質(zhì)量m2，算出量筒中鹽水的質(zhì)量m=m1-m2；d.利用公式算出鹽水的密度。【典型例題】類型一、量筒的使用1、（2011菏澤）量筒做得細(xì)而高，不做成粗而矮的形狀，如圖所示，主要原因是（）A、細(xì)高的量筒便于操作B、細(xì)高的量筒可以做出相對(duì)較大的底座，增加穩(wěn)度 C、細(xì)高的量筒與粗矮的相比，相應(yīng)的刻度間隔較大，能較準(zhǔn)確地讀數(shù)

5、D、粗矮量筒中的液體較多，筒壁所受壓強(qiáng)較大，需用較厚的玻璃，因而不便讀數(shù)【思路點(diǎn)撥】從量筒的特點(diǎn)（刻度均勻）和刻度線的距離上來(lái)考慮：量筒中液體體積變化等于量筒的橫截面積與高度變化的乘積，在刻度相同的情況下，液面高度變化越大，讀數(shù)越準(zhǔn)確?！敬鸢浮緾【解析】細(xì)的量筒橫截面積小，對(duì)應(yīng)相同的體積變化，液面高度變化大，即能顯示微小的體積變化，測(cè)起來(lái)更加準(zhǔn)確。量筒的示數(shù)是均勻的，做的細(xì)而高，表示體積的刻度線間隔較大，可以更快、更準(zhǔn)確的讀數(shù)。【總結(jié)升華】在學(xué)彈力時(shí)，為顯示玻璃瓶的微小變化，在瓶?jī)?nèi)液體中插入較細(xì)的飲料管，當(dāng)手捏玻璃瓶時(shí)，細(xì)管液面就能明顯顯示玻璃瓶的形變，此題細(xì)的量筒道理相同。此題考查學(xué)生的分析

6、能力，是一道基礎(chǔ)題。舉一反三：【變式】三位同學(xué)在用量筒測(cè)量液體體積時(shí)，讀數(shù)情況如圖所示，其中 同學(xué)讀數(shù)正確，量筒中液體的體積為 cm3?！敬鸢浮恳摇?02、國(guó)慶節(jié)前，市工商部門對(duì)全市的白酒進(jìn)行專項(xiàng)檢查，某種品牌的白酒的酒瓶上標(biāo)有450mL的字樣，而白酒的含量在446454mL之間為合格，為了一次性測(cè)量出一瓶白酒的體積，最好選用下列哪個(gè)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】在選擇測(cè)量量筒時(shí)，我們應(yīng)該盡量選擇量程更接近被測(cè)體積的又因?yàn)楸粶y(cè)體積的浮動(dòng)范圍較小，所以

7、為了測(cè)量更精確，所選量筒的分度值也應(yīng)較小解答：解：A、量程太小，無(wú)法一次性測(cè)量白酒的體積，所以不合題意；B、量程最接近，且分度值較小，所以符合題意；C、量程和分度值都較大，測(cè)量結(jié)果不夠精確，所以不合題意；D、量程雖然接近，但分度值太大，測(cè)量結(jié)果不精確，所以不合題意。 【總結(jié)升華】根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的測(cè)量?jī)x器，這是我們應(yīng)該掌握的基本技能之一。類型二、固體密度的測(cè)量3、在“使用托盤天平和量筒測(cè)量小金屬塊密度”的實(shí)驗(yàn)中：（1）把托盤天平放在水平桌面上，將游碼移到標(biāo)尺左端零刻度線處，發(fā)現(xiàn)指針偏向分度盤的左側(cè)，此時(shí)應(yīng)該把平衡螺母向 （選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，才能使天平平衡；（2）天平平衡后，把小金屬

8、塊放在左盤，用鑷子向右盤加減砝碼，當(dāng)把砝碼盒中最小的砝碼放入右盤后，發(fā)現(xiàn)指針偏向分度盤的右側(cè)，接下來(lái)正確的操作步驟是 ，直到天平再次平衡，此時(shí)測(cè)出小金屬塊質(zhì)量為 g；（3）用細(xì)線拴好小金屬塊，放入盛有適量水的量筒中，結(jié)果如圖所示，則小金屬塊的體積為 cm3。（4）該小金屬塊的密度為 kg/m3?！敬鸢浮坑遥?取出最小的砝碼并向右移動(dòng)游碼； 78； 10； 7.8103?！窘馕觥刻炱街羔樝蜃笃?，證明左邊質(zhì)量大，所以應(yīng)向右調(diào)螺母。加上最小的砝碼仍然向右偏證明砝碼質(zhì)量太大，只能調(diào)節(jié)游碼。小金屬塊質(zhì)量 m=50g+20g+5g+3g=78g。小金屬塊體積V=30ml-20ml=10ml。小金屬塊密度【

9、總結(jié)升華】本題考查天平的使用，量筒的讀數(shù)，密度的計(jì)算，屬于基礎(chǔ)題，但學(xué)生容易出錯(cuò)。舉一反三：【變式】(2011北京)小圖12軍用天平和量筒測(cè)量小石塊的密度。他在調(diào)節(jié)天平時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針偏向分度盤中央刻度線的右側(cè)，如圖14甲所示。為使天平橫梁水平平衡，他應(yīng)將平衡螺母向圖12 端調(diào)。然后用調(diào)節(jié)好的天平測(cè)量小石塊的質(zhì)量，天平平衡時(shí)右盤中的砝碼質(zhì)量、游碼在標(biāo)尺上的位置如圖14乙所示，用量筒測(cè)量小石塊的體積如圖14丙所示，則小石塊的密度是 kg/m3。丙丙圖14甲 乙102345g50g【答案】 左 2.6103類型三、液體密度的測(cè)量4、（2011山西）小夢(mèng)同學(xué)在用天平和量筒測(cè)鹽水密度的實(shí)驗(yàn)中。(1)他用調(diào)

10、好的天平按圖中甲、乙、丙的順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可知道，量筒申鹽水的質(zhì)量是 g，體積是 ml，鹽水的密度是 kg/m3。(2)在交流討論的過(guò)程申，同組的小雨提出了另一種實(shí)驗(yàn)方案，其實(shí)驗(yàn)步驟：用天平測(cè)出空量筒的質(zhì)量；往量筒中倒入適量的鹽水，測(cè)出鹽水的體積；用天平測(cè)出量筒和鹽水的總質(zhì)量。對(duì)上述實(shí)驗(yàn)步驟你所持的觀點(diǎn)是 ( ) A能測(cè)出鹽水的密度且步驟合理B測(cè)出鹽水的密度偏小，不可取C易使量筒從天平上傾斜而摔碎，不宜提倡【答案】(1) 111 100 1.ll03 (2) C【解析】（1）測(cè)杯和鹽水總質(zhì)量時(shí)，砝碼總質(zhì)量100g+50g=150g，游碼對(duì)應(yīng)的刻度值是4g，所以杯和鹽水總質(zhì)量154g；

11、測(cè)杯和剩余鹽水質(zhì)量時(shí)，砝碼總質(zhì)量20g+20g=40g，游碼對(duì)應(yīng)的刻度值是3g，所以杯和剩余鹽水總質(zhì)量43g。則量筒中鹽水的質(zhì)量是二者之差，即154g-43g=111g。量筒中液面對(duì)應(yīng)的刻度是100mL。鹽水密度為。（2）量筒的形狀細(xì)高，直接放在天平托盤上很容易掉下來(lái)摔碎。【總結(jié)升華】（1）天平的讀數(shù)方法是砝碼的總質(zhì)量加上游碼在標(biāo)尺上對(duì)應(yīng)的刻度值；液體的質(zhì)量是兩次讀數(shù)之差。（2）不能把量筒作為盛裝液體的容器直接放在天平上稱質(zhì)量。舉一反三：【變式】（高清課堂關(guān)于密度試驗(yàn)專題例2）如圖是某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)測(cè)定一種未知液體密度的三次正確操作情境，請(qǐng)你對(duì)照?qǐng)D中情況，完成下表的實(shí)驗(yàn)記錄。液體和燒杯的總質(zhì)量/

12、g剩余液體和燒杯質(zhì)量/g量筒中液體的體積/cm3被測(cè)液體的密度/(kgm-3)【答案】123 71 40 1.31035、某同學(xué)用量筒和天平等器材測(cè)量液體密度時(shí)，設(shè)計(jì)了甲乙兩種方法：甲先稱出空燒杯的質(zhì)量m1，再向燒杯內(nèi)倒入適量的液體，稱出燒杯和液體的總質(zhì)量m2，則液體的質(zhì)量為m=m2-m1，再將燒杯中的液體全部倒入量筒中測(cè)出液體的體積V，這樣就得到液體的密度；乙先測(cè)出燒杯和液體的總質(zhì)量m1，再向量筒內(nèi)倒入適量的液體后，稱出燒杯和杯內(nèi)剩余液體的質(zhì)量m2，則液體的質(zhì)量m=m1-m2，讀出量筒內(nèi)液體的體積V，就得到液體的密度。你認(rèn)為最合理的方法是 （“甲”、“乙”）理由： 。【思路點(diǎn)撥】?jī)煞N方法都能

13、順利測(cè)出液體密度的大小，不同之處在于對(duì)液體體積測(cè)量的順序安排?？紤]到液體在傾倒時(shí)會(huì)在容器內(nèi)有殘留，必須克服這一問(wèn)題產(chǎn)生的誤差，這樣的方法才是更合理的?！敬鸢浮恳?理由是：甲的方法中，液體不能完全倒入量筒中，液體質(zhì)量m和體積V不一致，而乙方法中的m、V都是燒杯中倒去的液體的質(zhì)量和體積，故不受影響?！窘馕觥肯啾戎乱业霓k法更合理；主要是因?yàn)榧椎姆椒ㄖ?，液體不能完全倒入量筒中，液體質(zhì)量m和體積V不一致，而乙方法中的m、V都是燒杯中倒去的液體的質(zhì)量和體積，故不受影響?！究偨Y(jié)升華】在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)，既要考慮實(shí)驗(yàn)的可操作性，同時(shí)還要盡量減小實(shí)驗(yàn)的誤差。在本實(shí)驗(yàn)中，容器壁上殘留的液體會(huì)影響測(cè)量的結(jié)果，這是我們應(yīng)特別注意的環(huán)節(jié)。舉一反三：【變式】（高清