質量

1.質量

定義：物理學中，物體所含物質的多少叫做質量，同m表示。

單位：千克(kg)，常用的比千克小的單位有克(g)、毫克(mg)，比千克大的單位有噸(t)

t=1000kg

1kg=1000g

1g=1000mg

理解：質量的大小與物體所含物質的多少有關，與物體的形狀、狀態、位置、溫度無關。

注意：

宇航員到月球上質量是不變的，因為所含物質的多少沒變。

2.質量的測量

工具：天平是實驗室測質量的常用工具。

說明：

⑴被測物體的質量不能超過天平的稱量范圍;

⑵要用鑷子向天平加減砝碼，不能用手接觸砝碼，不能把砝碼弄濕、弄臟。

⑶潮濕的物體和化學藥品不能直接放到天平的托盤中。

方法：放平、調平、稱平;左物右碼。

⑴把天平放在水平臺上，把游碼移到標尺左端的零刻度線處。

⑵調節橫梁右端的平衡螺母，直到指針指在分度盤的中央，這時橫梁平衡。

⑶把被測物體放在左盤，用鑷子向右盤加減砝碼并調節游碼在標尺上的位置，直到橫梁恢復平衡。這時盤中砝碼的總質量加上游碼所對應的刻度值，就等被測物體的質量。

注意：

⑴移動平衡螺母和游碼都可使橫梁平衡，但平衡螺母是在調節時使用，游碼是稱量時使用，不能混淆。

⑵調節平衡螺母時用反向調節法，即指針偏右，平衡螺母向左調;指針偏左，平衡螺母向右調。

⑶游碼示數為游碼左邊緣對準的刻度值。

密度

1.物質的質量與體積的關系

關系：同種物質的質量和體積成正比(比值相同)，不同物質的質量與體積的比值一般不同。

2.密度

定義：某種物質組成的物體的質量與它的體積之比叫做這種物質的密度，用字母ρ表示。

公式：ρ=m/v

單位：kg/m3,有時也用g/cm3,1g/cm3=1000kg/m3;

說明：密度是物質的一種特性，與物質種類有關，不同物質的密度一般不同。密度與物質狀態有關，與質量和體積無關，但數值上等質量與體積0的比值。如一碗水的密度和一桶水的密度是相同的。可以利用密度鑒別物質。

注意：水的密度ρ=1000kg/m^3表示的物理意義是：每一立方米水的質量為1000kg。

3.密度的應用

求質量：利用m=ρV求質量(如質量大的紀念牌)。

求體積：利用v=m/ρ求體積(如不規則的石塊)。

測量物質的密度

1.量筒的使用

認識：量筒主要是用來測液體的體積，在使用量筒之前，要觀察它的單位、量程、分度值。

使用：讀數時視線要與液面的凹面底部或者凸面的頂部相平，測量不規則固體時要用排水法。

注意：量筒是玻璃器材，測在水中下覺的固體的體積時，要用細線系住固體浸沒在量筒的水中。

拓展：在水中不下沉的物體可用“沉錘法”和“針壓法”;溶于水的物體可用配制飽和溶液法，或用不互溶液體(如油)，或用面粉代替。

2.測量液體和固體的密度

測量液體：以鹽水為例。

⑴用天平測出燒杯和鹽水的m1;

⑵將燒杯中的鹽水適量倒入量筒，記下量筒中鹽水的體積V;

⑶用天平測出燒杯和剩余鹽水質量m2;

⑷求得鹽水的密度ρ=m/v=(m1-m2)/v;

測量固體：以蠟燭為例。

⑴用天平測量蠟燭的質量m;

⑵在量筒中倒入適量的水，記下體積為V1;

⑶將蠟燭用針壓法浸沒在量筒內的水中，測出量筒中水與蠟燭的總體積V2，測蠟燭的體積V=V2-V1;

⑷求得蠟燭的密度ρ=m/v=m/(V2-V1);

說明：

在測液體密度時先不能測空燒杯的質量，因為最后向量筒子內倒液體時不能倒干凈，這樣會使體積測量值偏小，密度測量值偏聽偏大。

拓展：

如果只有天平沒有量筒來測密度時，我們可用“溢出法”或“記號法”，通過計算水的體積獲得物體的體積，從而求密度。

習題演練

1. 將1m長的銅絲拉成3m長，則銅絲的質量是原來的( )

A.

倍

B.3倍

C.

倍

D.1倍

物體所含物質的多少叫質量，質量是物體本身的一種屬性，與物體所含物質的多少有關，與物體的形狀、狀態、位置和溫度無關.

解析

將1m長的銅絲拉成3m長，銅絲的長度、橫截面積發生變化，但所含物質多少沒有變化，所以質量不變，則銅絲的質量是原來的1倍.

故選D.

2.冬天里，我們常看到室外的自來水管外包了一層保溫材料，是為了防止水管凍裂，水管被凍裂的原因是( )

A.水管里水結成冰以后，密度變大

B.水管本身耐寒程度不夠而破裂

C.水管里水結成冰以后，質量變大

D.水管里水結成冰以后，由于冰的密度比水小，冰的體積變大

解決此題要知道水在凝固時，質量是不變的，但由于冰的密度比水小，因此體積會變大，所以會把水管凍裂.

解析

寒冷的冬天溫度較低，此時水會由于發生凝固現象而結冰，凝固前后質量不變，而冰的密度比水小，所以結冰后體積會變大，因此能夠把水管凍裂;

故選D.

3.農民用配制適當密度的鹽水來選種子，其原理是( )

A.漂浮的種子是最飽滿的

B.沉入水底的種子是最飽滿的

C.懸浮在水中的種子是最飽滿的

D.鹽水可以對種子進行消毒

解答此題首先要了解物體的沉浮條件：①ρ液>ρ物時，物體上浮;②ρ液=ρ物時，物體懸浮;③ρ液<ρ物時，物體下沉.然后結合飽滿、不飽滿種子的密度大小來進行分析、判斷.

解析

在質量一定時，飽滿種子的體積要比不飽滿的種子的體積小，由密度公式ρ=

知：飽滿種子的密度大;

當調制的鹽水密度介于飽滿種子和不飽滿種子的密度之間時，根據物體的浮沉條件知：

密度大的飽滿種子會下沉，而密度小的不飽滿種子會上浮，從而達到選種的目的.

故選B.

4.一個空瓶的質量是0.1千克，裝滿水后稱得總質量是0.4千克.用這一空瓶裝某種金屬顆粒若干，瓶和金屬顆粒的總質量為0.8千克，若在裝金屬顆粒的瓶中再裝滿水總質量為0.9千克.

求：

(1)瓶的容積;

(2)金屬的質量;

(3)金屬的密度.

(1)當瓶內裝滿水時，水的體積就等于玻璃瓶的容積，已知瓶和水的總質量，還知道空瓶子的質量，可求水的質量，根據公式V=可求玻璃瓶的容積.

(2)已知瓶和金屬顆粒的總質量，還知道空瓶子的質量，可求金屬顆粒的質量.

(3)已知瓶、金屬顆粒和水的總質量，還知道瓶和金屬顆粒的總質量，可求水的質量，根據公式V=

可求可求水的體積，玻璃瓶的容積減去水的體積就等于金屬顆粒的體積，然后利用公式ρ=

可求金屬顆粒的密度.

解析

(1)水的質量m1=m瓶和水-m瓶=0.4kg-0.1kg=0.3kg，

玻璃瓶的容積等于水的體積V瓶=V1水=

=

=3×10-4m3;

答：玻璃瓶的容積為3×10-4m3;

(2)金屬顆粒的質量m金=m瓶和金-m瓶=0.8kg-0.1kg=0.7kg.

答：金屬顆粒的質量為0.7kg.

(3)瓶子內水的質量m水=m總-m瓶和金=0.9kg-0.8kg=0.1kg，

水的體積V水=

=

=1×10-4m3;

金屬顆粒的體積V金=V瓶-V水=3×10-4m3-1×10-4m3=2×10-4m3;

金屬顆粒的密度ρ金=

=

=3.5×103kg/m3.

答：金屬顆粒的密度為3.5×103kg/m3.

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