第七章质量和密度.docx
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1、第十章 质量和密度一、指点迷津在解密度有关的习题时,注意体会分析法。分析法是我们解物理习题常用的一种逻辑思维方法。所谓分析法就是把整体分解为部分,把复杂事物分解为简单要素分别加以研究的一种思维方法。用分析法解题,先从题目所问开始,逐步探究,直到完全是可知的因素。其推理过程可表达为: b1问a b2 c1 b3是未知 c2 全是已知 c3 下面以1997年杭州市中考题为例说明一下分析法的运用。例:每年67月份汛期钱塘江上游涨水,水中含砂量增加,为保证杭城居民自来水源的质量,以便采取对策,科学工作者对钱塘江水含砂量进行检测:采水样50升,称得江水质量50.05千克,已知干砂土密度2.4103千克/
2、米3,求汛期中每立方米江水中的含砂量。分析:设汛期采得水样的体积为V,质量为m;其中,水的体积为V水,质量为m水,密度为水;砂的体积为V砂,质量为m砂,密度为砂。用分析法列表如下:决定因素决定因素 砂是已知问m砂 V是已知决定因素 V砂是未知 水是已知 V水是未知 m水 = mm砂解:根据上表列出下列方程:代入数值 进一步化简得 m砂 = 120千克120.12千克 + 2.4m砂m砂 = 8.57102千克答:汛期中每立方米江水中含砂为8.57102千克。在解物理习题时,必须善于运用一定的逻辑思维方法,这样才能使我们对问题分析严密,得到的结论准确。二、学海导航【思维基础】本章讲述力学中两个重
3、要的物理量质量和密度。质量的概念在初中讲得很浅显,知道就可以了,重点是学会质量的单位,对千克形成较具体的观念。密度是表征物质特性的一个重要物理量。密度的概念、公式和单位是本章的知识重点,要求认真掌握。要能灵活运用密度知识解决简单的问题。在实验技能方面要求:会正确地使用天平测量、会熟练地使用量筒或量杯测量液体的体积和不规则固体的体积,并在此基础上掌握测定固体和液体密度的方法。此外,要学会测定物质密度并查密度表来鉴定物质的方法。做下面一组填空题:1物体中含有 叫质量。现在国际上通用的质量单位是 。21立方分米 的质量大约是1千克。1吨= 千克,1千克= 克,1克= 毫克。3在学校实验室里常用天平称
4、质量,常用的天平有 和 。4托盘天平使用比较简便,使用的方法是:(1)把天平放在 上,把游码放在 处;(2)调节横梁右端的平衡螺母,使指针指在 处,这时 ;(3)把被测物体放在 盘里,用镊子向 盘里加减砝码并调节游码在标尺上的位置,直到横梁恢复平衡。这时盘中 加上 ,就等于被测物体的质量。5某种物质 叫做这种物质的密度。密度的计算公式是 ,单位是 ,一般物理实验中还常用 做单位。6质量相同的水和煤油,体积较大的是 。7水的密度是 千克/米3,它表示的意义是 。8甲、乙两个实心金属球体积相同,甲球的质量是乙球质量的0.5倍,则甲球的密度是乙球密度的 倍。9体积是1米3的钢的质量是7.9103千克
5、,体积是0.5米3的钢的密度是 千克/米3。10铝的密度是2.7103千克/米3,相当于 克/厘米。参考答案1含有物质的多少,千克。2纯水,1000,1000,1000。3托盘天平,物理天平。4水平台,标尺左端的零刻度线,分度盘的中线,横梁平衡,左,右,砝码的总质量,游码在标尺上所对的刻度值。5单位体积的质量,千克/米3,克/厘米。6煤油。71.0103,1米3的水的质量是1.0103千克。80.5。97.9103。102.7。【学法指要】物体中含有物质的多少叫做质量。国际上通用的质量单位是千克。质量是物体本身的一种属性,它不随物体的形状、温度、状态的改变而改变。质量常用的辅助单位有吨、克、毫
6、克等。要记住:1吨=1000千克1千克=1000克1克=1000毫克例题1 质量2500毫克的物体,它可能是( )(A)一头羊的质量 (B)一个小橡皮擦的质量(C)一本物理书的质量 (D)一个跳蚤的质量分析:物体的质量是2500毫克=2.5克。一头羊或一本物理书的质量都远远大于2.5克,而一个跳蚤的质量又远小于2.5克。只有一个小橡皮擦子的质量可能是2.5克。答:此题应选(B)。例题2 某人在地球上称得的质量是50千克,当他到月球上时,其质量( )(A)大于50千克 (B)小于50千克(C)仍然是50千克 (D)无法确定分析:质量是物体本身的一种属性,它不随物体的形状、温度、状态的改变而改变,
7、它也不随物体所在位置的改变而改变。所以,此人在地球上称得的质量是50千克,到了月球上时其质量仍然是50千克。答:此题应选(C)。例题3 我们在表示某一物体的质量为多少时,应当选用适当的质量单位。一个鸡蛋的质量的恰当写法是( )(A)5104毫克 (B)50克(C)5102千克 (D)0.00005吨分析:鸡蛋每个约50克,选用吨、千克来表示它质量的多少显然太大了;选用毫克来表示它质量的多少又太小了。答:此题应选(B)。物体的质量在学校实验室里是用托盘天平和物理天平来测量。学生应首先学会托盘天平的使用。要求会调节天平平衡,会使用游码,会用天平测固体和液体质量。例题4 天平是测量 的仪器,托盘天平
8、测量前应调节 。当指针指在分度盘中线的右边,应调节横梁右端的平衡螺母使之向 移动,使指针在分度盘的中线处。分析:天平是测量物质质量的仪器,托盘天平在测量前应把天平放在水平台上,把游码放在标尺右端的零刻线处,然后调节横梁平衡。当指针偏向分度盘中线的右边时,应调节横梁右端的平衡螺母使之向左移动,直至指针指在分度盘的中线处,这时横梁平衡。答:此题应填物体质量,横梁平衡,左。例题5 对放在水平桌面上的托盘天平进行调节。把游码放在标尺的零刻线处,发现指针的位置指在分度盘中央左侧如图71(1)所示,应将平衡螺母向 调节。用调节好的天平称石块的质量。把石块放在天平左盘内,当天平平衡时,所用砝码和游码在标尺上
9、的位置如图71(2)所示。石块的质量是 克。分析:测量石块的质量先要调节横梁平衡。因为这时指针指在分度盘中央左侧,说明横梁左端向下倾斜,应将平衡螺母向右调节,直至指针指在分度盘中线处。然后称石块质量,盘中砝码总质量由图可知为25克,游码在标尺上所对的刻度值是1.4克,石块的质量为26.4克。答:此题应填右,26.4。例题6 一位同学用天平称空烧杯的质量为20.25克,倒入一定质量的水后,右盘的砝码质量再加上游码所对的刻度值为164.18克,则烧杯里水的质量是 克。分析:烧杯里的水的质量 m = 164.18克20.25克 = 143.93克答:此题应填143.93。例题7 用托盘天平测量烧杯内
10、盐水的质量,有下列一些实验步骤:A用天平称出烧杯和盐水的总质量。B调节天平横梁平衡。C将托盘天平放在水平桌面上,移动游码至标尺的零刻线处。D用天平称出空烧杯的质量。E将盐水倒入空烧杯中。F算出烧杯内盐水的质量。以上这些实验步骤的合理顺序应是: 。分析:用托盘天平测烧杯内盐水的质量时,应先将天平放在水平桌面上,把游码放在横梁标尺的零位置上,调节天平使横梁平衡。然后,测出空烧杯的质量,再倒入盐水,测出烧杯和盐水的总质量。最后算出烧杯内盐水的质量。答:以上这些实验步骤的合理顺序是:C、B、D、E、A、F。我们周围有各种物质,它们有着不同的形状、颜色、软硬等特性。经研究发现在体积相等的情况下,不同物质
11、的质量不同,这也是物质的一种特性,在物理学里,用密度这个物理量来表示这种特性。某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度。密度是物质的一种特性,每种物质都有一定的密度。它的大小由物质本身决定,和物体的大小、形状等无关。密度的计算公式为: 密度=用表示密度,m表示质量,V表示体积,上式可写作: =密度的单位是千克/米3,读作千克每立方米。另外还有一种在物理学中常用的密度单位克/厘米3。两种单位的关系是: 1千克/米3 = 1(103克)/(10厘米)3 =克/厘米3如水的密度是1.0103千克/米3 = 1.0克/厘米3。例题8 一块冰化成水后( )(A)密度不变,质量变小(B)密度变大,质量不变
12、(C)密度变小,质量不变(D)密度变小,质量变大分析:密度和质量有着密切联系,但它们却在不同的意义。物体中含有物质的多少叫做质量。物体的质量不随形状、状态和位置而改变。质量是描写“物体”性质的物理量。一块冰化成水只是状态变化了,其质量是不变的。因此选项(A)、(D)可以排除。某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度。密度是描写“物质”特性的物理量。冰的密度是0.9103千克/米3,水的密度是1.0103千克/米3。因此冰化成了水密度是变大了,选项(C)也可以排除。答:此题应选(B)。例题9 一块质量为5.4103千克的金属,体积是2米3,则这种金属的密度是 千克/米3。若将它截去一半,则其密度
13、是 千克/米3。从密度表上可知这种金属是 。分析:已知金属块的质量m = 5.4103千克,体积V = 2米3,则该金属的密度 若将这种金属截去一半,金属的密度不会因形状大小的改变而改变。从密度表上查出该金属是铝。答:此题应填2.7103,2.7103,铝。学完本章后,要求掌握固体和液体密度的测定方法。测定物质的密度是根据密度公式 用天平可以测出物体的质量m。物体体积V的测量:(1)对于形状规则的固体,可以用刻度尺测出它的长、宽、高等尺寸后,计算出它的体积。(2)对于形状不规则的物体,可以用量筒或量杯采用排液法测出它的体积。(3)液体的体积,可以用量筒或量杯来测量。例题10 测石块的密度(1)
14、用调节好的天平称石块质量,把石块放在天平的左盘内,当右盘内有50克的砝码一个,游码在标尺上的位置如图72所示时,天平平衡,则石块的质量是 克。(2)把石块放入盛有40厘米3水的量筒以后,水面所达到的位置是60厘米3,则石块的体积是 厘米3。(3)石块的密度是 千克/米3。分析:砝码的质量为50克,游码为3.4克,故石块质量为53.4克。量筒中水的体积是40厘米3,水和石块的总体积是60厘米3,所以石块的体积是20厘米3。石块的密度 答:此题应填53.4,20,2.67103。例题11 为了测定蜡块的密度,先用天平测出它的质量是36克,用细线系一铁块,慢慢放入量杯的水中,量杯的读数是40毫升。然
15、后用线的另一端系住蜡块,让蜡和铁块一起投入量杯的水中,读数是80毫升。蜡块的密度是多少千克/米3?分析:蜡块单独放入水中,它将漂浮在水面上。因此要测蜡块密度,要用细线将它系一铁块,再慢慢地放入量杯的水中来测体积。由题意可知蜡块的质量是36克,体积为40毫升。1毫升等于1106米3。解:蜡块密度 例题12 实验室中有一种瓶子专用于测定液体密度,这种瓶子叫密度瓶。若瓶子的质量是10克,装满水后,水和瓶子的质量是20克。装满油后,油和瓶子的质量是18克。求这种油的密度?分析:瓶的容积一定,一满瓶油与一满瓶水的体积应相等。根据密度公式,先求出水的体积,也就知道了油的体积。油的质量为20克10克=10克
16、=10103千克,把瓶中所装油的质量除以油的体积,就可以算出油的密度。解:瓶中装满水时,水的体积 油的密度 密度是物质的特性之一。因此,可应用密度鉴别物质;可根据需要恰当地选择材料;可估算物体的体积和质量。例题13 1米3的冰,化成水后,它的质量是 千克,体积是 米3。分析:1米3的冰质量是(冰的密度为0.9103千克/米3) 化成水后的体积(注意质量不变) 答:此题应填0.9103,0.9。例题14 甲、乙两球的直径相同,用天平称得的质量分别是160克和180克。那么,甲、乙两球的密度之比是( )(A)8 : 9 (B)9 : 8 (C)2 : 3 (D)3 : 2分析:甲球的质量 m1 =
17、 1V1 乙球的质量 m2 = 2V2 式除以式得到解这类问题的通用公式 以此题为例 由两球直径相同,可知 将这些比值代入通用公式 即1 : 2 = 8 : 9答:此题应选(A)。例题15 人民英雄纪念碑的碑石是用密度为2.6103千克/米3的花岗岩做的。碑石高14.7米,宽2.9米,厚1.0米。在修建纪念碑时,用起重机吊起这块碑石至少要用多少牛顿的力?分析:先计算出纪念碑的体积V,再根据m=V求出纪念碑的质量。然后再用G=mg算出纪念碑受的重力G。若用起重机匀速吊起这块碑石所用的拉力T应等于G。解:碑石的体积 V = 14.7米2.9米1.0米 = 42.6米3碑石的质量 m =V = 2.
18、6103千克/米342.6米3 = 1.1105千克碑石所受的重力 G = mg = 1.1105千克9.8牛/千克 = 1.1106牛起重机匀速向上吊起这块碑石时,碑石所受重力与向上的拉力平衡。因此,起重机的拉力至少应为 T = G = 1.1106牛例题16 某工厂铸造车间有一个机器零件的木模,质量为1.2千克,木材的密度是0.60103千克/米3,现在要用此木模浇铸铝铸件30个,至少要熔化多少铝?(铝=2.7103千克/米3)分析:先求出零件的体积V,再用m=V的关系式求m。解:机器零件的木模的体积 机器零件的体积 V铝 = V木 = 2.0103米3机器零件的质量 m铝 = 铝V铝 =
19、 2.7103千克/米32.0103米3 = 5.4千克浇铸30个铝零件至少要熔化铝的质量 m= 30m铝 = 305.4千克 = 162千克例题17 有一个质量为5千克的合金球,其中铅和铁的体积各占一半,求此合金的密度?分析:题中未给出合金球的体积,不能直接用密度公式来求它的密度。可依据合金球的质量是球中的铅和铁的总质量的关系列方程,再根据m=V的公式来解题。查密度表可得铅的密度1 = 11.4103千克/米3,铁的密度2 = 7.8103千克/米3。解:设合金的密度为,体积为V,质量为m;其中所含的铅的密度为1,体积为V,质量为m1;所含的铁的密度为2,体积为V,质量为m2。依题意有 m
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- 第七 质量 密度
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