中考物理研讨题型大解析第6讲 质量和密度篇教案.docx
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中考物理研讨题型大解析第6讲质量和密度篇教案
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第六讲决胜中考之质量密度篇
适用学科
初中物理
适用年级
初中三年级
适用区域
人教版
课时时长(分钟)
120
知识点
物体的质量不随物体的形状、状态和位置而改变
质量的单位及单位换算
根据日常经验估测常见物体的质量
托盘天平的调节
密度的单位及单位换算
密度的概念
查密度表
运用密度公式解决有关问题
教学目标
一、知识与技能
(1)知道宇宙是由物质组成的,物质是由分子和原子组成的。
原子的结构。
(2)了解纳米科学技术及纳米材料的应用和发展前景。
(3)知道质量的初步概念及其单位。
掌握天平的使用方法。
(4)理解密度的物理意义,能用密度公式进行简单计算,记住水的密度。
(5)尝试用密度知识解决简单的问题。
能解释生活中一些与密度有关的物理现象。
(6)学会量筒的使用方法。
一是用量筒测量液体体积的方法;二是用量筒测量不规则形状物体体积的方法。
二、过程与方法
(1)会调节天平,会使用天平测质量。
(2)会用量筒、天平测固体和液体的密度。
三、情感态度与价值观
培养学生对物理美的欣赏能力。
教学重点
质量、天平的使用、密度的测定及应用。
教学难点
密度的概念
密度的相关计算
教学过程
一、考纲解读:
考点归纳
内容
要求
题型
质量和密度的概念及应用
初步认识质量的概念
了解
选择
通过实验理解密度的概念
理解
选择
理解m-V关系图像的物理意义
理解
选择
应用密度公式计算简单的密度问题
应用
实验探究、综合应用
质量和密度的测量
会用托盘天平测量固体和液体的密度
应用
实验探究
会用量筒测量固体和液体的体积
应用
试验探究
会用简单的方法测量固体和液体的密度
理解
实验探究
质量和密度是初中物理力学中两个重要的物理量。
质量不随物体的位置、形状、状态而改变。
在温度、压强等条件相同的情况下,物质的密度总是一定的。
应用密度知识可以对质量货体积进行间接计算,还可以鉴别物质种类。
掌握质量和密度的基本概念还是进一步学习压强与浮力的基础。
通过对天平和量筒的正确测量技能的考查也充分体现了《课程标准》中对“会使用简单仪器进行实验”的要求。
本专题虽在中考所占比例较小,但是其基础地位却很重要。
二、知识讲解
考点/易错点1:
质量
1、定义:
物体所含物质的多少叫质量。
2、单位:
国际单位制:
主单位kg,常用单位:
tgmg
对质量的感性认识:
一枚大头针约80mg一个苹果约150g
一头大象约6t一只鸡约2kg
3、质量的理解:
固体的质量不随物体的形态、状态、位置、温度而改变,所以质量是物体本身的一种属性。
考点/易错点2:
天平的使用方法
⑴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,也可用弹簧测力计测出物重,再通过公式m=G/g计算出物体质量。
⑵托盘天平的使用方法:
二十四个字:
水平台上,游码归零,横梁平衡,左物右砝,先大后小,横梁平衡.具体如下:
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。
⑶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。
考点/易错点3:
密度概念及其理解
1、定义:
单位体积的某种物质的质量叫做这种物质的密度。
2、公式:
变形
3、单位:
国际单位制:
主单位kg/m3,常用单位g/cm3。
这两个单位比较:
g/cm3单位大。
单位换算关系:
1g/cm3=103kg/m31kg/m3=10-3g/cm3水的密度为1.0×103kg/m3,读作1.0×103千克每立方米,它表示物理意义是:
1立方米的水的质量为1.0×103千克。
4、理解密度公式
⑴同种材料,同种物质,ρ不变,m与V成正比;物体的密度ρ与物体的质量、体积、形状无关,但与质量和体积的比值有关;密度随温度、压强、状态等改变而改变,不同物质密度一般不同,所以密度是物质的一种特性。
⑵质量相同的不同物质,密度ρ与体积成反比;体积相同的不同物质密度ρ与质量成正比。
5、图象:
左图所示:
ρ甲>ρ乙
考点/易错点4:
测量物体的密度
测体积——量筒(量杯)
⑴用途:
测量液体体积(间接地可测固体体积)。
⑵使用方法:
“看”:
单位:
毫升(ml)=厘米3(cm3)量程、分度值。
“放”:
放在水平台上。
“读”:
量筒里地水面是凹形的,读数时,视线要和凹面的底部相平。
测固体的密度:
:
说明:
在测不规则固体体积时,采用排液法测量,这里采用了一种科学方法等效代替法。
测液体密度:
⑴原理:
ρ=m/V
⑵方法:
①用天平测液体和烧杯的总质量m1;②把烧杯中的液体倒入量筒中一部分,读出量筒内液体的体积V;③称出烧杯和杯中剩余液体的质量m2;④得出液体的密度ρ=(m1-m2)/V
考点/易错点5:
密度的应用
⑴鉴别物质:
密度是物质的特性之一,不同物质密度一般不同,可用密度鉴别物质。
⑵求质量:
由于条件限制,有些物体体积容易测量但不便测量质量用公式m=ρV算出它的质量。
⑶求体积:
由于条件限制,有些物体质量容易测量但不便测量体积用公式V=m/ρ算出它的体积。
⑷判断空心实心:
易混淆辨析
一:
质量和密度
质量
密度
定义
物体所含物质的多少
某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度。
当物体的质量分布均匀时,该物体的密度就是这种物质的密度
性质
是物质的一种属性,他不随物体的形状、位置、状态而改变。
根据质量我们能知道所含物质的多少,无法判断物质的种类
是物质的一种特性。
不同种类的物质,密度一般不同。
因此,一般可以根据密度鉴别物质的种类。
计算方法
通过公式m=G/g或m=ρV
只能通过公式ρ=m/V计算
单位
在国际单位之中,质量的单位是Kg其他单位还有t,g,mg
在国际单位之中,密度的单位是Kg/m3
测量工具
实验室中用天平来测量,生活中用杆秤等测量
实验室中用天平测出被测物体的质量m,用刻度尺或量筒测出他的体积V,再用公式计算出密度。
液体密度可以直接用密度计测出
可加性
质量具有可加性,例如1Kg水加1Kg酒精混合质量为2Kg
密度不具可加性。
二:
平衡螺母与游码的区别
平衡螺母
游码
位置
天平右端
横梁前的标尺上
使用
左端高时,平衡螺母向左移动;右端高时,平衡螺母向右端移动。
测量前首先要将游码拨到零刻线处;测量过程中,当加减最小质量的砝码不能平衡时就需要移动游码,并调节直平衡。
作用
测量前调节平衡螺母是天平衡量平衡
相当于放在右盘中的小砝码
注意事项
只能在称量物体前调节平衡螺母。
测量过程中不予许再调节平衡螺母
被测物体的质量=砝码质量+游码左侧对应的示数
三:
特殊情况下使用天平造成的读数的偏差
特殊情况
造成原因
读数偏差
游码没有归零
游码没有归零,但横梁是平衡的,就直接对物体称量
读数大于物体实际质量
物码颠倒
调节好天平后,测量时,物体与砝码的位置互相放错
若没有使用游码m物=m读数;若使用了游码m读数〉m物(m物=m砝码-m游码)
砝码生锈
砝码自身质量会变大
m读数〈m物
砝码沾上杂物
砝码上沾有灰尘或小水珠,砝码自身质量变大
m读数〈m物
发麻磨损
砝码自身质量变小
m读数〉m物
【难点突破与能力提升】
突破与提升点1:
口诀记忆天平使用方法
1:
天平先要放水平,游码左移要归零,旋转螺母针指中,左物右码要记清,砝码要用镊子取,湿、液要用容器称,先大后小移游码,读数两码要相加。
2:
测质量,用天平,先放平,在调平,游码左移零。
螺母来调平,左物右码要记清,先大后小镊取码,平衡质量加游码。
突破与提升点2:
巧挖隐藏条件解难题
很多物理问题中的有些条件需要仔细分析推理才能发现,这类条件称为隐含条件。
寻找隐藏条件是解决这类问题的关键。
以密度知识为例,密度计算题形式多样,变化灵活,但其中有些题具有这样的特点:
即质量、体积、密度中的某个量在其他量发生变化时保持不变,抓住这一特点,就突破了这类难题,具体来说可分为以下三种:
(1):
隐藏体积不变
(2):
隐藏质量不变
(3):
隐藏密度不变
三、例题精析
【例题1】
【题干】(2016•山东)用已经调节好的天平称某物体的质量,天平指针位于分度盘中央位置时,右盘内的砝码有50g、10g和5g各一个,游码的位置如图所示,该物体的质量为()
A.65.4gB.67.2gC.67.4gD.67.6g
【答案】C
【解析】天平的分度值为0.2g,物体质量等于砝码质量加游码对应的刻度值,物体质量m=50g+10g+5g+2.4g=67.4g,选C。
【例题2】
【题干】(2016辽宁)三个相同的杯子中装有部分水,把质量相同的实心铜块、铁块、铝块依次放入甲、乙、丙三个杯中,水面恰好相平,则原来装水最多的杯子是(ρ铜>ρ铁>ρ铝)()
A.甲杯B.乙杯
C.丙杯D.原来装水一样多
【答案】A
【解析】质量相同的三个金属块,由于密度不同,它们的体积也是不同的,所以当放入杯子中的时候,三个杯子内的液面上升的高度也是不一样的,放入的金属块体积大的液面上升的多,放入的金属块小的液面上升的少.已知:
m铜=m铁=m铝,且ρ铜>ρ铁>ρ铝,由V=mρ可得:
V铜<V铁<V铝;设甲、乙、丙三个杯子原先的装水量分别为:
V甲、V乙、V丙,由于三个实心金属块分别放入三个杯子中时,“水面恰好相平”,即三个杯子中的总体积相同,可得:
V总=V甲+V铜=V乙+V铁=V丙+V铝,而V铜<V铁<V铝,则V甲>V乙>V丙;即原先装水最多的是甲杯,故选A.
【例题3】
【题干】(2016贵州)甲、乙、丙三个正方体,边长之比为1∶2∶3,质量分别为3g、21g、81g,已知它们是同一材料制成的,但有一个是空心的,则空心的正方体是()
A.甲B.乙C.丙D.无法判断
【答案】B
【解析】设甲、乙、丙三个正方体它们的边长分别为1cm,2cm,3cm,
则它们的体积分别为:
V甲=(1cm)3=1cm3,V乙=(2cm)3=8cm3,V丙=(3cm)3=27cm3,
它们的密度分别为:
ρ甲=m甲/V甲=3g/1cm3=3g/cm3,ρ乙=m乙/V乙=21g/8cm3=2.625g/cm3,
ρ丙=m丙/V丙=36g/27cm3=3g/cm3,
不相同的是乙,所以可以肯定乙是空心的,故选B。
【例题4】
【题干】(2016•无锡)分别由甲、乙两种物质组成的不同物体,其质量与体积的关系如图所示.分析图象可知错误的是()
A.质量是30g的甲的体积为7.5cm3
B.两种物质的密度大小关系为ρ甲﹥ρ乙
C.两种物质的密度之比ρ甲:
ρ乙为4:
1
D.体积为40cm3的乙的质量为20g
【答案】D
【解析】由图象可知,当m甲=40g时,V甲=10cm3;当m乙=10g时,V乙=20cm3,则甲乙的密度分别为:
ρ甲=m甲/V甲=40g/10cm3=4g/cm3;ρ乙=m乙/V乙=10g/20cm3=0.5g/cm3;
质量是30g的甲的体积:
V甲′=m甲′/ρ甲=30g/4g/cm3=7.5cm3,故A正确;两种物质的密度大小关系为ρ甲>ρ乙,甲乙的密度之比ρ甲:
ρ乙=4g/cm3:
0.5g/cm3=8:
1,故B正确、C错;体积为40cm3的乙的质量:
m乙′=ρ乙V乙′=0.5g/cm3×40cm3=20g,故D正确
四、课堂运用
【基础】
1、(2016•丹阳)如图所示,下列实验操作错误的是()
【答案】A
【解析】在调节天平平衡时,应用右手扶住横梁,左手调平衡螺母,故A错误;在使用量筒时,视线应与液面相平,故B正确;使用温度计测液体温度读数时,玻璃泡应留在液体中,但不能碰到容器底部,视线应平视液面,故C正确;使用测电笔时,手指应接触笔尾的金属体,故D正确;所以应选A。
2.(2016学年山东聊城)下列说法中的物体,质量和密度都不变的是()
A.被“神六”从地面带入太空的照相机
B.密闭容器内的冰熔化成水
C.一支粉笔老师用去一半
D.矿泉水喝掉一半后放入冰箱冻成冰
【答案】A
【解析】
A、被“神六”从地面带入太空的照相机,位置发生变化,物质多少和种类没有变化,所以质量和密度都不变.符合题意;
B、密闭容器内的冰熔化成水,物质多少没有变化,所以质量不变;状态发生变化,密度改变.不符合题意;
C、一支粉笔老师用去一半,物质总量减少,质量减少;物质种类和状态没有变化,密度不变.不符合题意;
D、矿泉水喝掉一半后,物质总量减少,质量减少;状态发生变化,密度改变.不符合题意.
3.(2016年江苏无锡卷)在“用托盘天平称物体质量”的实验中,下列操作错误的是()
A.使用天平时,将天平放在水平桌面上
B.调节横梁平衡时,只调节了平衡螺母
C.称量时,左盘放置待测物体,右盘放置砝码
D.观察到指针指在分度盘的中线处,确定天平已平衡
【答案】B
【解析】
A、使用天平时,应将天平放在水平桌面上.故A正确.B、调节平衡螺母前,应先将游码移至零刻线处,测量过程中,不能调节平衡螺母,应通过加减砝码或移动游码来调节横梁平衡.故B错误.C、称量物体时,要将物体放在左盘里,用镊子在右盘里加减砝码移动游码.故C正确.D、横梁平衡的标志有两个:
指针指在分度盘的中线处;或者指针偏离分度盘中线的幅度相等.故D正确.故选B.
4.(2016学年广东省深圳市)已知月球上的重力约为地球上的
,设想宇航员从地球携带“标有100g”字样的方便面、天平、和弹簧测力计.飞至月球,测得方便面的示数是()
A.天平示数为100g,弹簧测力计示数为
N
B.天平示数为100g,弹簧测力计示数为1N
C.天平示数为
g,弹簧测力计示数为1N
D.天平示数为
g,弹簧测力计示数为
N
【答案】A
【解析】
(1)质量是指物体所含物质的多少,与形状、状态、空间位置无关;
(2)先根据G=mg求出方便面在地球受到的重力,然后根据月球上的重力约为地球上的
计算出此时测力计的示数.
解:
因为物体的质量与其空间位置无关,所以在月球上方便面的质量仍然为100g,天平的示数仍未100g;
物体在地球上受到的重力:
G=mg=0.1kg×10N/kg=1N,
∵月球上的重力约为地球上的
,
∴飞至月球,弹簧测力计测得方便面时的示数:
1N×
=
N.
【巩固】
1、(2016•无锡)如图小红测量物体质量时,天平水平静止.以下分析错误的是()
A.小红测量时操作有错误,物体和砝码位置放反了
B.所测物体质量为38.4g
C.托盘对物体的支持力和物体对托盘的压力是一对相互作用力
D.托盘对物体的支持力和物体所受重力是一对相互作用力
【答案】D
【解析】A、测量物体质量时,左盘放物体,右盘放砝码,而小红测量时物体和砝码位置放反了,故A正确;
B、因为小红测量时物体和砝码位置放反了,所以所测物体的质量m=20g+20g﹣1.6g=38.4g,故B正确;
C、物体对托盘的压力和托盘对物体的支持力是一对作用力与反作用力,故C正确;
D、托盘对物体的支持力大小等于物体的重力大小,这两个力是一对平衡力,故D错误.
2.(2017学年内蒙古赤峰市)某钢瓶内装有气态氧,密度为8kg/m3,一次气焊中用去了一半,则剩余氧气密度为()
A.8kg/m3B.4kg/m3
C.6kg/m3D.2kg/m3
【答案】B
【解析】
整个过程中氧气的体积不变,设氧气瓶的体积为V,则原来氧气的质量为:
m=ρV,用去其中的一半后,还剩m′=m/2=ρV/2则瓶内剩余氧气的密度为:
ρ′=m′/V=ρV/2V=ρ/2=8kg/m^3/2=4kg/m^3,故选B。
3.(2016学年辽宁)三个相同的杯子中装有部分水,把质量相同的实心铜块、铁块、铝块依次放入甲、乙、丙三个杯中,水面恰好相平,则原来装水最多的杯子是(ρ铜>ρ铁>ρ铝)()
A.甲杯B.乙杯
C.丙杯D.原来装水一样多
【答案】A
【解析】质量相同的三个金属块,由于密度不同,它们的体积也是不同的,所以当放入杯子中的时候,三个杯子内的液面上升的高度也是不一样的,放入的金属块体积大的液面上升的多,放入的金属块小的液面上升的少.已知:
m铜=m铁=m铝,且ρ铜>ρ铁>ρ铝,由V=mρ可得:
V铜<V铁<V铝;设甲、乙、丙三个杯子原先的装水量分别为:
V甲、V乙、V丙,由于三个实心金属块分别放入三个杯子中时,“水面恰好相平”,即三个杯子中的总体积相同,可得:
V总=V甲+V铜=V乙+V铁=V丙+V铝,而V铜<V铁<V铝,则V甲>V乙>V丙;即原先装水最多的是甲杯,故选A.
4.(2016学年江苏省无锡市)分别由甲、乙两种物质组成的不同物体,其质量与体积的关系如图所示.分析图象可知错误的是()
A.质量是30g的甲的体积为7.5cm3
B.两种物质的密度大小关系为ρ甲﹥ρ乙
C.两种物质的密度之比ρ甲:
ρ乙为4:
1
D.体积为40cm3的乙的质量为20g
【答案】C
【解析】由图象可知,当m甲=40g时,V甲=10cm3;当m乙=10g时,V乙=20cm3,则甲乙的密度分别为:
ρ甲=m甲/V甲=40g/10cm3=4g/cm3;ρ乙=m乙/V乙=10g/20cm3=0.5g/cm3;
质量是30g的甲的体积:
V甲′=m甲′/ρ甲=30g/4g/cm3=7.5cm3,故A正确;两种物质的密度大小关系为ρ甲>ρ乙,甲乙的密度之比ρ甲:
ρ乙=4g/cm3:
0.5g/cm3=8:
1,故B正确、C错;体积为40cm3的乙的质量:
m乙′=ρ乙V乙′=0.5g/cm3×40cm3=20g,故D正确
【提高】
1.(2016•北京)三个完全相同的杯子,里面装有相同质量的水,把质量相同的实心铁块、铜块、铝块分别放入三个杯中(无水溢出)(ρ铝<ρ铁<ρ铜),则水面上升最多的是
A.放有铜块的杯子B.放有铁块的杯子
C.放有铝块的杯子D.无法判断
【答案】故选B.
【解析】因为m铜=m铁=m铝,ρ铜>ρ铁>ρ铝,所以V铜<V铁<V铝,因为这三个金属块都浸没入水杯里,所以它们排出水的体积都等于它们各自的体积,则V铜排<V铁排<V铝排,所以放铝块的杯子水面最高.故应选C。
2.(2015江苏省)甲、乙两种金属的密度分别为ρ甲、ρ乙,由体积相等的甲、乙两种金属制成合金的密度是()
A.
B.
C.
D.
【答案】:
A
【解析】:
甲乙的体积相等,甲的质量是ρ甲V乙的质量是ρ乙V,合金的总质量是ρ甲V+ρ乙V,合金的总体积是2V,合金的密度是(ρ甲V+ρ乙V)/2V=
3.(云南省西盟县)如图所示是A、B、C三种物质的质量m与体积V的关系图线。
由图可知,A、B、C三种物质的密度ρA、ρB、ρC之间的大小关系是()
A·ρA>ρB>ρCB·ρA<ρB>ρC
C·ρA<ρB<ρCD·ρA>ρB<ρC
【答案】A
【解析】ρ=m/v,所以取相同体积,质量大的密度大。
所以ρA>ρB>ρC。
4.(2014上海市)以下是一则新闻消息:
“今天零时,发改委将汽、柴油价格每吨分别降低125元和120元,测算到零售价格90号汽油和0号柴油每升分别降低0.09元和0.10元。
……”据此估测90号汽油的密度为(不考虑90号汽油生产过程中密度的变化)()
A.0.80×103kg/m3B.0.75×103kg/m3C.0.72×103kg/m3D.0.70×103kg/m3
【答案】C
【解析】设汽油的密度为ρ,故1吨汽油的体积为V=
,根据题意,1L汽油降低0.09元,故
×1000L/m3×0.09元/L=125元,解之得ρ=0.72×103kg/m3,故C是正确的。
五、课程小结
【密度与质量解题宝典】
目前国际上酒的度数表示法有三种,其中一种称为标准酒度,是指在温度为20℃的条件下,每100毫升酒液中所含酒精量的毫升数,中国也使用这种表示法,它是法国著名化学家盖·吕萨克制定的,又称盖·吕萨克酒度.蒸馏出来的酒液需要进行勾兑,勾兑一方面为了保障酒的品质,另一方面可以调整酒的度数,若现有60度和30度的酒液各若干,酒液中的微量元素忽略不计,求:
(1) 60度酒液的密度;
(2)如果用这两种酒液进行勾兑,获得42度、1000 ml的酒液,那么需要这两种酒液各多少毫升。
(已知ρ酒精=0.8×l03 kg/m3,ρ水=1.0×103 kg/m3,不考试酒液混合后体积减小)
试题分析:
算60度酒液的密度,就需要知道酒液的质量和酒液的体积.酒液是由酒精和水组成的,所以酒液的质量是酒精质量和水的质量之和,酒液的体积是酒精体积和水的体积之和.根据题意可知,60度酒液是指每100毫升酒液中所含酒精的毫升数是60毫升,那么我们可选酒液体积为1m3,则酒精所占体积为0.6m3,水所占体积为0.4m3,这样我们就可以分别算出这1m3酒液中酒的质量和水的质量,从而算出1m3酒液的质量,然后除以体积1m3,即可得60度酒液的密度;42度酒液是指每100毫升酒液中所含酒精的毫升数是42毫升,那么1000毫升的酒液中所含的酒精毫升数就是420毫升.要算60度和30度酒液各需要多少毫升,我们可设需要60度酒液为V,则需要30度酒液为(1000mL-V),那么体积为V的60度酒液中所含的酒精毫升数就是
×V,体积为(1000mL-V)的30度酒液中所含的酒精毫升数是
×(1000mL-V),这样我们就可以建立一个方程:
×V+
×(1000mL-V)=420mL,从而进行求解;
(1)设 60 度酒液的密度为ρ酒,则ρ酒=(m酒精+m水)/( V酒精+V水)
=(60cm3×0.8g/cm3+40cm3×1g/cm3)/100cm3
=0.88g/cm3=0.88×103kg/m3
(2)设需要60度酒液的体积为V,则需要30度酒液的体积为(1000ml-V),
根据题意有:
60/100×V+30/100×(1000ml-V)=42/100×1000ml
解得60度酒液的体积V=400ml,则30度酒液的体积为600ml
考点:
密度的计算
点评:
解答本题关键是首先要理解题中关于标准酒度的定义,其次要理解在算混合液的密度时,应该用混合液中各液体的质量之和除以各液体的体积之和,难度较大。
六、课后作业
1、(2016•邵阳)小花同学利用天平和量杯测量某种液体的密度时,记录实验的数据如表.这种液体的密度和空量杯的质量分别是()
液体与量杯的质量m/g
30
50
70
液体的体积V/cm3
10
30
50
A.3.0×103kg/m310g