資源簡介

第六章 質量與密度
第3節 測量物質的密度
學習目標
1.通過利用天平和量筒測量固體和液體的密度，體會等量替換的方法。
2.會利用物理公式間接測定某個物理量，進一步鞏固密度的概念。
3.在測量固體和液體密度的過程中，規范實驗操作步驟，培養嚴謹的科學態度。
重點難點
重點：會根據實驗原理設計并選擇最佳實驗方案測量液體和固體的密度
難點：實驗方案的選擇及誤差分析
導學過程
自主學習
1.量筒是用來測量______的儀器,也可間接______體積。
2.常用的記錄量筒容積的單位一般為升(L)和______(mL)。其中1 mL＝______cm3＝______L。
3.使用量筒前應先觀察______和______,讀數時視線要與量筒內液面的______相平。
4.測量物質的密度的原理是______,其中質量可以用______來測量,規則固體的體積可以用______間接測出,液體和不規則固體的體積可以用______來測量。
5.測量鹽水的密度
(1)實驗器材：______、______、______、鹽水。
(2)實驗步驟：①用天平測量______的總質量m1；②將燒杯中的鹽水倒入量筒中一部分,記下量筒中液面的刻度V；③用天平稱出剩余鹽水和燒杯的總質量m2；④計算鹽水的密度ρ鹽水＝＝______。
6.測量形狀不規則塑料塊(不吸水)的密度
(1)實驗器材：天平、量筒、______、______、塑料塊。
(2)實驗步驟： ①用天平測出______的質量m；②往量筒中倒入______的水,測出水的體積V1；③用______將塑料塊拴好,將其______放入量筒中的水中,測出水和塑料塊的總體積V2；④計算塑料塊的密度ρ＝＝______。
合作探究
探究活動一 體積的測量
問題1：怎樣測量液體的體積？
液體的體積可以通過 除以 得到液體體積，也可以直接使用液體的測量工具—— 來測量。
量筒的標度：單位：mL；最大測量值，分度值。
問題2：量筒怎樣使用？
（1）會選：在測量前應認清量筒的 、 和 ，根據被測物體的體積和測量精度的要求選擇合適的量筒。
（2）會放：使用量筒測量體積時，應將量筒放在 上。
（3）會讀：讀數時，視線要與量筒內液體的液面 ，量筒內的液面大多是凹液面（如水、煤油的液面），但也有液面是凸液面（如水銀的液面），在讀數時，視線應和量筒內液體凹液面的 （或凸液面的 ）相平。
（4）會記：記錄的結果由 和 組成。
問題3：量筒使用時應注意那些問題？
量筒使用時應 讀數，俯視會造成讀數結果 ，仰視會造成讀數 。（俯 仰 ）
實驗1：利用量筒從燒杯中取出20mL水。
操作：將量筒放在水平桌面上，加水到 20mL刻度線，用 滴水至液面達到20mL刻度線。
問題4：固體的體積應怎樣測量呢？
固體首先基本可以分為規則形狀和不規則形狀的固體。規則形狀的固體體積可以通過先用刻度尺測量物體的棱長、直徑等，再利用公式計算出物體的體積；不規則固體根據初中階段課標要求主要考查不溶于水的固體體積測量，即利用 測體積。
實驗2：用排水法測不規則固體（不溶于水）體積測量
①在量筒中加入適量（能夠 ，同時不超過 ）的水，記錄量筒讀數V1；
②將物塊放入量筒中，液面穩定后記錄量筒讀數V2。
物塊的體積V= 。
排水法的局限性：
①漂浮的物體可以用針壓法或沉墜法。
②體積較大的可以用溢水法。
③吸水的或溶于水的物體可以用埋沙法。
探究活動二 測液體密度
實驗1：測量鹽水密度
實驗原理：
實驗器材： 、 、鹽水、燒杯。
3．測量步驟：
(1)用天平測出燒杯和鹽水的總質量m1；
(2)將一部分鹽水倒入量筒中，讀出量筒中鹽水的體積V；
(3)用天平測出燒杯和剩余鹽水的質量m2；
(4)鹽水密度表達式ρ＝ 。
4．將數據填寫到自己設計的表格中，計算出結果。如下表。
玻璃杯和鹽 水的質量m1/g 玻璃杯和剩余 鹽水的質量m2/g 量筒中鹽水質量 m＝m1－m2/g 量筒中鹽水 的體積V/(cm3) 鹽水的密度 ρ/(g·cm－3)
5.誤差分析
若先測出空燒杯的質量m1，再測出液體和燒杯的總質量m2，然后將燒杯中的液體全部倒入量筒中，測出體積V，會出現將燒杯中的液體倒入量筒內時，總有部分液體附著在燒杯內壁上無法倒出，使測出的液體的體積 ，從而使計算出的液體的密度 。
探究活動三 固體密度的測量
實驗1：測量小石塊的密度
1．實驗原理：
2.實驗器材： 、 、水、燒杯。
3．測量步驟：
(1)用天平測出石塊的質量m；
(2)用量筒測出水的體積V1；
(3)用細線將石塊系好，慢慢放入量筒中，測出水和石塊的總體積V2；
(4)小石塊密度表達式：ρ＝ 。
4．將數據填寫到自己設計的表格中，計算出結果。例如下表。
5.誤差分析
(1)細線體積對結果的影響：實驗中測量出的總體積V2不僅包含固體和水的體積，還包含浸在水中的細線的體積，所以測量的結果會略微偏 ，計算出的密度會略偏 ；
(2)若實驗中先用排水法測量固體的體積，再將固體放在天平上測量其質量，則因為固體上帶有水，會使質量的測量結果偏 ，致使計算出的密度值偏 。
當堂檢測
1.沒有天平只有量杯,若要取0.2 kg的煤油(ρ=0.8×103 kg/m3),則( )
A.用量杯量取200 mL煤油 B.用量杯量取100 mL煤油
C.用量杯量取250 mL煤油 D.用量杯無法辦到
2.某實驗小組在用天平和量筒測量液體的密度時,測量步驟為①先測出空燒杯的質量;②將液體倒入燒杯,測出總質量;③算出燒杯中液體的質量;④將燒杯中的液體倒入量筒,測出其體積;⑤利用公式算出液體的密度.下列對該實驗的分析正確的是( )
A.測量步驟合理,結果準確
B.測量步驟不合理,原因是燒杯里的液體的質量測不準
C.測量步驟不合理,結果偏小
D.測量步驟不合理,原因是燒杯里的液體的體積測不準
3.某同學用托盤天平和量筒測量一小石塊的密度，圖甲是調節天平時的情形，圖乙和圖丙分別是測量石塊質量和體積時的情形，下列說法錯誤的是（ ）
A.甲圖中應將平衡螺母向左調，使橫梁平衡
B.乙圖中測石塊質量時，天平的讀數是71.4g
C.由丙圖量筒的示數測得石塊的體積是20cm3
D.計算出石塊的密度是3.57×103 kg/m3
4.小明在做測小石塊的密度實驗：在測量時,向右盤中添加砝碼,當加上最小砝碼后,發現指針靜止時指在分度盤右側的位置,則接下去的操作應是_______.天平平衡時,右盤里砝碼的質量、游碼在標尺上的位置如圖所示,再用量筒測出小石塊的體積為20 cm3,則小石塊的密度是_______g/cm3.
5.小芳想測量汽車防凍液的密度,設計了如下實驗步驟.
甲 乙 丙
(1)小芳將天平放在水平臺上,將游碼放在標尺左端的零刻度線處,指針位置如圖甲所示,她應將平衡螺母向_______(填“左”或“右”)調節,直到天平平衡。
(2)用天平測得空燒杯的質量為50 g.在燒杯中倒入適量的防凍液,用天平測量燒杯與防凍液的總質量,天平平衡時砝碼質量、游碼位置如圖乙所示,則燒杯中防凍液的質量為_______g。
(3)將燒杯中的防凍液全部倒入量筒中,其示數如圖丙所示.則量筒中防凍液的體積為_______cm3.經計算防凍液的密度是_______kg/m3。
(4)小芳用這種方法測得的密度與真實值相比_______(填“偏大”或“偏小”)。
答案：1.C 2.D
3.A 4.取出最小砝碼后,向右移動游碼,直至天平橫梁平衡 3.17
5.(1)右 (2)21 (3)20 1.05×103 (4)偏大
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