在线测试
中考解析
课外拓展
  
质量与密度(一)

主讲: 优秀物理教师 熊涛

知识强化

一、知识概述

1、掌握质量的概念和单位以及换算;

2、掌握天平的使用;

3、掌握量筒的使用。

二、重难点知识归纳及讲解

(一)质量

  物体所含物质的多少叫做物体的质量。质量是物体的一个基本属性,与物体的状态、形状、所处的空间位置变化无关.

1、质量的概念

  物理学中把物体含有物质的多少叫做质量

2、质量的单位

  (1)国际单位制主单位:千克

  (2)其他单位

  质量单位由大到小排列顺序为:吨、千克、克、毫克,它们顺次是千进位,如一根针质量约几十毫克;一个人质量约几十千克;一个鸡蛋约几十克;大型翻斗车载货几十吨。人们在生活中习惯讲的人的体重,称的物体重等等,实际就是物理学中的质量。

3、日常生活中常用的测量工具:案秤、台秤、杆秤,实验室常用的测量工具托盘天平。

(二)天平的使用

1、天平的结构

2、简述

  ①“看”:观察天平的称量以及游码在标尺上的分度值。

  ②“放”:把天平放在水平台上,把游码放在标尺左端的零刻度线处。

  ③“调”:调节天平横梁右端的平衡螺母使指针指在分度盘的中线处,这时横梁平衡。

  ④“称”:把被测物体放在左盘里,用镊子向右盘里加减砝码,并调节游码在标尺上的位置,直到横梁恢复平衡。

  ⑤“记”:被测物体的质量=盘中砝码总质量+游码在标尺上所对的刻度值

  ⑥注意事项:A 不能超过天平的称量

        B 保持天平干燥、清洁。

  方法:A、直接测量:固体的质量

     B、特殊测量:液体的质量、微小质量。

3、注意的问题

  托盘天平必须置于水平台上使用,将游码归零后调节平衡螺母使横梁平衡(即指针指在分度盘的中线处),被测物放左盘,砝码放右盘,调节砝码与游码使横梁再次平衡。砝码加游码所示的质量就是待测物质量,与任何测量仪器一样,所测物质量不能超过天平的最大秤量,也不能小于天平的最小秤量。天平属精细仪器,必须保持清洁、干燥,要注意轻拿轻放。

  (1)空载平衡的调节

  ①天平必须置于水平台面上。

  ②游码拨到最左端的零位置。

  ③调节横梁两端的平衡螺母使横梁上指针指在分度盘的中线处。若指针指在分度盘中线左侧,则需把平衡螺母向右移动,反之就向左移动。

  必须指出,调节平衡后的天平经移动后使用前仍要重新调节空载平衡,不能直接使用。

  (2)游码的使用

  游码是天平测量准确度的标志。使用前首先认清游码上的最小刻度值。如图所示游码范围是2 g,每一小格表示0.1g。游码示数应以游码的左侧对齐格数所示质量,如图所示游码位置是0.7 g。

  (3)载物平衡的调节

  称物体质量时,左盘放待测物,右盘置砝码,称量时首先估测物体的质量,选取砝码要由大至小顺序,若最小砝码加上后右盘微翘,则再移动游码使之平衡。砝码数加游码数即得物体质量。必须注意的是在载物调平衡时,绝对不允许去移动平衡螺母。

  (4)“补差法”测液体质量

  称液体或带有腐蚀性的物体时,必须先称容器的质量,再称容器和待测物的总质量,最后把总质量减去容器质量就得待测物质量。物理上称之谓“补差法”。对于一切易污染、易腐蚀的物体都应该采用此法去称量,绝不可以直接称量而导致天平损坏。

  (5)天平的妥善使用

  天平属于精密仪器,因此在整个使用中必须注意:

  ①轻拿轻放,不可让天平受到强烈振动。

  ②干净卫生,不可让盘、梁等沾上污物或受到锈蚀。

  ③砝码必须使用镊子,不能用手直接取砝码,保证砝码的精确

  ④用后应将游码归零,砝码归盒;横梁用固定圈固定,保证支架刀口不受损伤,从而增强灵敏度。

(三)物体体积的测量

  使用量筒(杯)应注意以下几点。

1.使用前应观察所用量筒(杯)的量程和最小刻度值,以便选择适合被测物体的量筒(杯)。了解最小分度值,才能正确记录。

2.读数时,量筒(杯)一定要放在水平台上,视线要与液面相平,若仰视,读数偏低,若俯视,读数会偏高。若液面为凸形,视线应与凸形液面的最高处相平,若液面为凹形,视线应与凹形液面的最低处相平。

  如图所示三个图中,第一个图是正确的读数法。

例1、在用托盘天平测量质量的实验中,如果使用了沾有油污的砝码,则( )

A.测量值比真实值偏大

B.测量值比真实值偏小

C.测量结果仍然很准确

D.测量结果偏大偏小是不能确定的

分析:

  此题考查的是天平的使用.当砝码沾满了油污,砝码本身的质量会变大,而物体的质量经这样的砝码测出来会仍按砝码所标的质量读出,物体的测量值会比真实值偏小.

解答:

  由于砝码沾满了油污,砝码的质量会比砝码所标的质量大,这样测出来的值会比真实值偏小.

  故选B.

点评:

  在天平的使用中,物体的质量等于砝码的质量加游码的质量,一旦砝码的质量变大或变小,会引起物体的测量值变小或变大.

例2、某同学在物理实验室做用天平称量物体的质量时,进行了以下几种操作,其中错误的是( )

A.将被测物体放在天平托盘的左盘

B.添加砝码时用镊子夹取

C.称量物体质量时,当指针偏向分度盘右边,调节平衡螺母使天平重新平衡

D.计算被测物体质量时将托盘上砝码的总质量加上游码所对应的刻度

分析:

  在使用天平时,应注意以下几点要求:

  (1)天平使用前,先把天平放在水平台上,然后把游码拨到零刻度处,

  再调平衡螺母使天平平衡,且测量完一次后再使用要重新测量;

  (2)向右盘中添加砝码时,要用镊子按照从大到小的顺序添加;

  (3)向右盘中加上最小的砝码后,如果天平右端下沉,应取下最小砝码,把游码向右移动;

  (4)测量时左物右码,且物体的质量等于右盘中砝码的质量加上标尺游码对应的刻度.

  (5)对于调好的天平,若移动位置后,应重新再调平衡.

解答:

  A、将被测物体放在天平托盘的左盘,操作正确,不符合题意;

  B、添加砝码时用镊子夹取,操作正确,不符合题意;

  C、称量物体质量时,当指针偏向分度盘右边,应向右盘增减砝码或移动游码使天平平衡,C操作错误,符合题意;

  D、计算被测物体质量时将托盘上砝码的总质量加上游码所对应的刻度,操作正确,不符合题意;

  故选C.

例3、小强同学用托盘天平测量一块橡皮的质量,调节天平平衡时,将游码调到0刻度后,发现指针停在分度盘的右侧,如图甲所示。要使天平平衡,应使右端的平衡螺母向__________移动。天平平衡后,在左盘放橡皮,右盘添加砝码,向右移动游码后。指针停在分度盘中央,所加砝码数值和游码的位值如图乙所示:则橡皮的质量是__________g。如果调节天平平衡时,忘记将游码调到0刻度,则他测量的橡皮质量比真实值__________。

分析:

  (1)调节天平时,指针指向分度盘的哪一侧,说明哪一侧的质量偏大,应将平衡螺母向相反的方向移;

  (2)读取天平数值时,要先将砝码的质量相加,再加上游码的示数;

  (3)在调节横梁平衡时,忘记将游码拨到左端的零刻度线处,就相当于在左盘中已经早加上了一个小物体,故测量值偏大.

解答:

  (1)指针偏右,说明右侧质量偏大,因此要将平衡螺母向左移动;

  (2)图中标尺的分度值为0.2g,游码的示数为3.2g,故物体的质量为20g+10g+3.2g=33.2g;

  (3)如果在调节横梁平衡时,游码忘记移到标尺左端的“0”刻度线上,相当于零刻度改变了位置,零刻度右移到一定值,用它测量时,测量值比真实值大.

  故答案为:左;33.2;大.

点评:

  用天平测量物质质量,要严格遵守天平的使用规则:水平放稳,游码归零,左偏右调,右偏左调,左右一样,天平平衡.天平的调节和读数是我们应该掌握的最基本的操作.

例4、量筒做得细而高,不做成粗而矮的形状,这主要是因为( )

A、实验中,细高的量筒便于操作

B、细高的量筒可以做出相对较大的底座,增加稳度

C、细高的量筒与粗矮的量筒相比,相应的刻度间隔较大,便于准确地读数

D、粗矮量筒中的液体较多,需用较厚的玻璃,因而不便读数

分析:

  因为量筒里的液体的体积V等于它的高h和横截面积S的乘积,即,V=Sh.当体积相同的液体倒入量筒时,截面积较小的量筒液柱必定较高,这样量筒上每mL刻度的间隔就较大,读数就会较精确.因此,量筒通常要做成细而高的圆筒形。

答案:C

例5、陈伟同学用托盘天平测量一本书的质量。他设计的具体操作步骤是:

A. 把天平放在水平台上,把游码放在标尺左端的零刻度处。

B. 把书放在右盘里,向左盘里加减砝码,并调节游码在标尺上的位置,直到横梁恢复平衡。

C. 盘中砝码的总质量加上游码在标尺上所对的刻度值,就等于一本书的质量。

陈伟同学的设计步骤中漏了哪些步骤?哪些操作是不正确的?

解析:

  使用托盘天平时,把天平放在水平台上,把游码放在标尺左端的零刻度处。要调节天平,使横梁平衡。这一步陈伟同学漏掉了。测量物体质量时,被测物体只能放在左盘,砝码放在右盘上。

答案:

  陈伟同学在第一步后面漏掉了一步:调节横梁两端螺母,使指针指在刻度盘的中线处,这时横梁平衡。

  陈伟同学操作有一处不正确:天平左右盘中物体和砝码放错了。

分析:

  本题综合天平的使用及测量物体质量的方法来进行发散思维。