質(zhì)量與密度
一、質(zhì)量
(1)定義:物體中所含物質(zhì)的多少叫質(zhì)量,用字母m表示。
(2)質(zhì)量的單位:國際上通用的質(zhì)量單位有千克(kg)、噸(t)、克(g)、毫克(mg),其中千克是質(zhì)量的國際單位。
(3)換算關系:1t=1000kg;1kg=1000g;1g=1000mg。
(4)質(zhì)量是物質(zhì)的一種屬性,它不隨物體的形狀、狀態(tài)、溫度和地理位置的改變而改變。
2、質(zhì)量的測量:用天平
(1)構(gòu)造:托盤天平由橫梁、指針、分度盤、標尺、游碼、托盤、平衡螺母構(gòu)成,每架天平配制一盒砝碼。盒中每個砝碼上都標明了質(zhì)量大小,以“克”為單位,用符號“g”表示。
(2)使用:先將天平放水平;后將游碼左移零;再調(diào)螺母反指針;左放物體右放碼;四點注意要記清。調(diào)整平衡后不得移動天平的位置,也不得移動平衡螺母;左盤放被測物體,右盤中放砝碼;物體的質(zhì)量=盤中砝碼總質(zhì)量游碼在標尺上所對的刻度值(俗稱游碼質(zhì)量)。
四點注意:被測物體的質(zhì)量不能超過量程;向盤中加減砝碼時要用鑷子,不能用手接觸砝碼,不能把砝碼弄濕、弄臟;潮濕的物體和化學藥品不能直接放到天平的盤中;砝碼要輕拿輕放。
二、密度
1、物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關系:同種物質(zhì)的質(zhì)量和體積成正比,其比值為定值。
2、密度
(1)定義:單位體積某種物質(zhì)的質(zhì)量叫做這種物質(zhì)的密度,用符號ρ表示。
(2)公式:ρ=m/V。式中,ρ表示密度;m表示質(zhì)量;V表示體積。
(3)單位:國際單位是千克/米3(kg/m3),讀做千克每立方米;常用單位還有:克/厘米3(g/cm3),讀做克每立方厘米。換算關系:1g/cm3=1x103kg/m3。
(4)密度是物質(zhì)的一種特性,它只與物質(zhì)種類和溫度有關,與物體的質(zhì)量、體積無關。
(5)混合物質(zhì)的密度應由其混合物質(zhì)的總質(zhì)量與總體積的比值決定,而不是等于構(gòu)成這種混合物的各種物質(zhì)的密度的算術(shù)平均值。
三、測量物質(zhì)的密度
1、體積的測量
(1)體積的單位:m3、dm3(L)、cm3(mL)、mm3。
(2)換算關系:1m3=103dm3;1dm3=10cm3;lcm3=103mm3;1L=1dm3;1mL=1mm3。
(3)測量工具:量筒或量杯、刻度尺
(4)測量體積的方法
①對形狀規(guī)則的固體:可用刻度尺測出其尺寸,求出其體積。
②對形狀不規(guī)則的固體:使用量筒或量杯采用“溢水法”測體積。若固體不沉于液體中,可用“針壓法”——用針把固體壓入量筒浸沒入水中,或“沉錘法”——用金屬塊或石塊拴住被測固體一起浸沒入量筒的液體中測出其體積。
(5)量筒的使用注意事項
①要認清量筒、量杯的最大刻度是多少?它的每小格代表多少cm3(毫升)?②測量時量筒或量杯應放平穩(wěn)。③讀數(shù)時,視線要與筒內(nèi)或杯內(nèi)液體液面相平(凹底凸頂)。
2、密度的測量
(1)原理:ρ=m/V
(2)方法:測出物體質(zhì)量m和物體體積V,然后利用公式ρ=m/V計算得到ρ。
(3)密度測量的幾種常見方法
①測沉于水中固體(如石塊)的密度
器材:天平(含砝碼)、量筒、石塊、水、細線。
步驟:用天平稱出石塊的質(zhì)量m;倒適量的水入量筒中,記錄水面的刻度V1;用細線拴住石塊浸沒入量筒的水中,記錄此時水面的刻度V2;用公式ρ=m/(V2–V1)算出密度。
②測量不沉于水的固體(如木塊)的密度
器材:天平(含砝碼)、量筒、木塊、鐵塊、水、細線。
步驟:用天平稱出木塊的質(zhì)量m;倒適量的水入量筒中,用細線拴住鐵塊浸沒入量筒的水中,記錄水面的刻度V1;將木塊取出,用細線把木塊與鐵塊拴在一起全部沒入量筒的水中,記錄此時水面的刻度V2;用公式ρ=m/(V2–V1)算出密度。
注意:在測固體的密度時,在實驗的步驟安排上,都是先測物體的質(zhì)量再用排液法測體積。如若倒過來,則會造成固體因先沾到液體而使得質(zhì)量難以準確測量。
③測量液體(如鹽水)的密度
器材:天平(含砝碼)、量筒、燒杯、鹽水。
步驟:用天平稱出燒杯和鹽水的質(zhì)量m1,將燒杯中的鹽水倒一部分入量筒中,記錄量筒中液面的刻度V;用天平稱出剩余鹽水和燒杯的質(zhì)量m2;用公式ρ=(m1–m2)/V算出密度。
四、密度與社會生活
1、密度作為物質(zhì)的一個重要屬性,在科學研究和生產(chǎn)生活中有著廣泛的應用
(1)農(nóng)業(yè)
①用來判斷土壤的肥力,土壤越肥沃,它的密度越小。
②播種前選種也用到密度,把要選的種子放在水里,飽滿健壯的種子由于密度大而沉到水底,癟殼和雜草種由于密度小而浮在水面上。
(2)工業(yè)
有些工廠用的原料往往也根據(jù)密度來判斷它的優(yōu)劣。例如:有的淀粉制造廠以土豆為原料,土豆含淀粉量的多少直接影響淀粉的產(chǎn)量。一般來說含淀粉量多的土豆密度較大,所以通過測定土豆的密度不僅能判斷出土豆的質(zhì)量,還可以由此估計淀粉的產(chǎn)量。在鑄造廠的生產(chǎn)中也用到密度,工廠在鑄造金屬物體前,需要估計熔化多少金屬注入仿型的模子里比較合適,這時就需要根據(jù)模子的容積和金屬的密度,計算出需熔化的金屬量,以避免造成浪費。
2、密度與溫度:溫度能改變物質(zhì)的密度。
(1)氣體的熱脹冷縮最為顯著,它的密度受溫度的影響也最大。
(2)一般固體、液體的熱脹冷縮不像氣體那樣明顯,因而密度受溫度的影響比較小。
(3)并不是所有的物質(zhì)都遵循“熱脹冷縮”的規(guī)律。如:4℃的水密度最大。
3、密度的應用
(1)鑒別物質(zhì)。
(2)計算不能直接稱量的龐大物體的質(zhì)量,m=ρV。
(3)計算不便于直接測量的較大物體的體積,V=m/ρ。
(4)判斷物體是否是實心或空心。判斷的方法通常有三種:利用密度進行比較;利用質(zhì)量進行比較;利用體積進行比較。
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