14探究物体的质量与体积实验.docx
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14探究物体的质量与体积实验
§1.4探究物体的质量与体积的关系
中考对应考点:
质量、密度（学习水平A）
课时目标:
1.探究物体的质量与体积的关系．
2.会设计简单方案，用试验方法测定不同物质的密度．
3.通过实验探究理解密度的概念，知道密度是物质自身一种特性。
重点难点:
1.对图像表示的物理意义的归纳
2.对实验中的隐含条件要会分析和利用。
知识精要：
实验次数
物质种类
体积/毫升
质量/克
1
甲物质
10
18
2
甲物质
20
36
3
甲物质
30
54
4
乙物质
10
8
5
乙物质
20
16
6
乙物质
30
24
实验1：
探究物体的质量与体积的关系。
1、实验目的：
，以研究物质的某种特性。
2、实验方法：
法和比值法。
3、实验器材：
、量筒、烧杯、适量的水和。
4、实验步骤：
用天平测质量，用量筒测体积，测量结果记录于表中。
5、实验结果：
表中记录的是某同学分别用甲、乙两种不同的液体做实验。
分析表中甲、乙两种液体的质量与体积的比值关系，可归纳出的结论是：
同种物质质量和提及的比值是定值；不同物质的质量和体积的比值一般是不同的。
6、其他要求：
实验不仅要多次测量同一物质的质量与体积，还要进行多次测量不同物质的质量与体积，目的是为了从不同情况得出普遍规律。
7、实验图象：
在直角坐标系中，横轴OV表示体积，纵轴Om表示质量．m-V图象是一条
过原点的倾斜直线．
（1）m-V图象：
图像描述的是物质的一种性质．
（2）直线上任意一点纵坐标-质量和横坐标体积
的比值是个定制．
实验2：
测定物质的密度。
1、实验目的：
。
2、实验原理：
必须用天平来测量固体或液体的质量，然后用量筒或量杯来测量体积，再根据密度公式
计算物质的密度。
3、实验器材：
天平和砝码、待测物体（固体或液体）、、、水、细线。
4、实验步骤：
①测量固体密度：
A.；
B.在量筒内倒入一定体积的水，并记下水面的刻度值；
C.，记下量筒里水面的刻度值
D.计算石块的体积；
E.根据密度公式计算石块的密度；
②测量液体密度：
方法一：
取一定量的液体倒入烧杯中，测出烧杯和液体的总质量
；然后将烧杯中的液体倒入量筒中量出体积V；测出烧杯和剩余液体的质量
；液体密度就可以由密度公式
求出。
方法二：
去一定量的液体倒入量筒中，测出液体的体积V；测出空烧杯的质量
；然后将量筒中的液体倒入烧杯测量总质量
；液体密度就可以由密度公式求出。
5、其他要求：
在“测定金属块的密度”实验中需要多次测量，目的是为了求平均值以减小误差。
热身训练：
1、（2010上海）天平是用来测量物体的仪器，被测物体应放在仪器的盘中。
2、（2007上海）在“用天平测量物体质量”的实验中，将天平放在水平台面上，并将移动到标尺左端的零刻度处时，天平的状态如图所示，这时应该进行的操作是，当被测物体放置在天平上后，应在盘中加减砝码或，使天平在水平位置平衡。
3、一个玻璃瓶可以装0.4千克的水，则瓶的容积是厘米3，如果用这个瓶装酒精，最多可装千克酒精。
（已知
）
4、某同学用已经调节好的托盘天平测一物体质量，测量完毕后发现错误的将物体放在了右盘，而砝码放在了左盘。
当时用了20克、5克两个砝码，游码的示数为2.4克，则该物体的质量为。
5、以下是刘星测量物体质量、密度时的若干操作，请你帮助他完成以下实验：
（1）测量荔枝质量前，将天平放在水平桌面上，游码移至标尺的处．
（2）若天平的指针静止位置如下图甲所示，则应将平衡螺母A向（选填“左”或“右”）调节，使天平平衡．
（3）测量中，如图乙所示时天平恰好平衡，则荔枝的质量为g．
（4）刘星学习浮力的知识后，尝试不用天平，利用量筒、小玻璃杯、适量的水测量小石头的密度，实验操作如图丙所示，实验时刘星已分别记录了图丙中V1、V2、V3的值，则小石头密度的表达式为．
6、小华和小海同学为了探究物体的质量和体积的关系，他们用A、B两种物质制成的不同体积的实心物体进行实验，并将测量的数据记录在表一、表二中．
物质
实验序号
体积（米3）
质量（千克）
A
1
0.5×10-3
1
2
1×10-3
2
3
1.5×10-3
3
物质
实验序号
体积（米3）
质量（千克）
B
4
0.2×10-3
0.8
5
0.4×10-3
1.6
6
1×10-3
4
（1）分析比较实验序号1、2、3或4、5、6中的物体的质量与体积的倍数关系，可得出的初步结论是：
对同一物质，．
（2）分析比较实验序号2和6的数据，他们可以提出的猜想是：
．表三①为验证上述猜想，在已有表一、表二实验数据的基础上，小华测量了用C物质制成的实心物体的体积和质量，如表三所示．你认为分析比较三个表中的实验序号
的数据可以验证上述的猜想．
物质
实验序号
体积（米3）
质量（千克）
C
7
0.2×10-3
1.6
8
0.5×10-3
4
9
1×10-3
8
②在上述实验结论的基础上，两位同学又对三个表格中的数据作了进一步的综合分析，并归纳得出了结论．
（a）分析比较表一或表二或表三中的数据及相关条件，可初步得出：
．
（b）分析比较表一和表二和表三中的数据及相关条件，可初步得出：
．
精解名题：
例1、在探究物质的质量与体积的关系时，小东选用了密度分别为ρ1、ρ2的两种物质分别做实验，他根据实验数据画出了如图所示的图象，请你根据图象比较密度ρ1与ρ2的大小，则ρ1ρ2．（选填“大于”、“等于”或“小于”）
考点分析：
密度图象的应用
方法指导：
方法一：
通过质量与体积的对应关系，找对应点，分别读取数值后通过计算，求得三种物质的密度，进行比较．
方法二：
直接运用质量、体积、密度三者间的关系进行判断．
（1）做一条平行于横坐标的直线，即取相同质量，比较体积．根据质量一定时，体积与密度成反比，可比较物质的体积大，其密度小．
（2）还可作一条平行于纵坐标的直线，即取相同体积比较质量．根据体积一定时，质量与密度成正比，判断密度关系．
利用图像解决问题，往往比较直观，通过图像能一眼看到物理量的变化及相互关系．
故答案为：
小于
例2、根据如图所示木块m-V关系图象，回答下列问题：
（1）体积是4厘米3的木块质量是多少克?
（2）木块的密度是多少千克/米3?
考点分析：
密度结合数学中的几何进行考查
方法指导：
图象上的某点，它的横坐标、纵坐标分别表示了某一体积的木块所对应的质量．因此，求出图像上横坐标是4厘米3的点，它的横坐标就是体积为4厘米3的木块质量．
根据密度公式，就可以求出木块的密度，因为物质的密度跟它的体积、质量无关，所以，在图线OA上任取一点，求出它的横坐标，纵坐标，代入密度公式，就可求出木块的密度．
在横轴上找到的体积是44厘米3的点，过这点作横轴的垂线交图线OA于A4点，再过A4点，作纵轴的垂线交于2克处，可知体积是4厘米3的木块质量是2克．
代入公式=0.5克/厘米3=0.5×103千克/米3
某物质的m-V图象是一条过原点的倾斜直线，表示了物质的质量跟体积成正比，说明了密度是物质的一种特性．
故答案为：
0.5×103千克/米3
例3、将一质量是6g的金戒指缓慢浸没在盛满水的溢水杯中，称得溢出水的质量是0.4g，问：
此戒指是纯金制成的吗？
考点分析：
密度的应用，判断物体是空心还是实心，并计算空心部分体积大小
方法指导：
把戒指缓慢放入盛满水的溢水杯中溢出水的质量（排开水的质量），利用重力公式和密度公式求排开水的体积（戒指的体积），知道戒指的质量，再利用密度公式求戒指的密度，据此判断是不是纯金的．
故答案为：
戒指的密度是15×103kg/m3，金的密度是19.3×103kg/m3，此戒指不是纯金制成的。
例4、小明在“探究物质的质量与体积的关系”实验中。
（1）用调节好的天平称一个物体的质量，当把物体放到天平左盘时，右盘中的砝码和游码所处的位置如图18甲所示，天平平衡，请你将数据记录在下表内。
（2）将该物体放到盛有70cm3水的量筒中，量筒中的水面如图18乙所示，将物体体积记录在下表内。
（3）按照上两步骤，小明继续测量了2个同种物质组成的物体的质量和体积，并将数据记录在下表一中，请你根据表中的数据在图19的坐标纸上用“×”描点，作出图像，观察图像并得出结论：
。
表一：
表二：
（4）小明又测量了3个不同物体的质量和体积，并将数据记录在表二中，请你根据表中的数据在图19的坐标纸上用“×”描点。
观察分析做出判断：
。
（5）一个与D相同物质组成的物体，体积是10cm3，它的质量是 g。
考点分析：
探究物质的质量与体积关系的实验
方法指导：
（1）用天平称物体质量，天平平衡时，右盘砝码加游码所对刻度值就是物体质量．
（2）用量筒测物体体积时，最后刻度减去开始的刻度就是物体体积．
（3）由表中数据可做出图象，结论的得出可以从质量和体积的关系入手分析得出．
（4）由数据可判断物质的种类是不是相同．如果质量和体积的比值相同可能是同种物质．如果不同就不是同种物质．
（5）D物质的密度可以算出，再由体积可算出质量．
解题过程：
（1）物体质量，20g+5g+2g=27g．
（2）物体体积，80cm3-70cm3=10cm3
（3）质量和体积变化图象如图：
由数据可知，质量和体积的比值为一定值．
（4）由数据可判断物质的种类是不是相同．如果质量和体积的比值相同可能是同种物质．如果不同就不是同种物质．可得E与A、B、C是同种物质或D、F与A、B、C是不同物质或D、F是同种物质．
根据表中数据，描点如图：
（5）物质D的密度是1.8g/cm3，体积是10cm3．
乙质量是m=ρv=1.8g/cm3×10cm3=18g．
故答案为：
（1）27g，
（2）10cm3
（3）质量和体积的比值是个定值．
（4）E与A、B、C是同种物质或D、F与A、B、C是不同物质或D、F是同种物质．
（5）18．
方法小结：
1）根据密度鉴别物质，若要判断坚定某种物体是由哪种物质构成的，只要测出物体的体积和质量，算出密度，对照密度表，即可作出判断。
2）应用密度公式及变形式解决实际问题：
如：
估测房间内空气的质量、游泳池中水的质量、建造大坝所需的混凝土质量等。
3）结合密度知识，解释生活实践中所见到的制造某种无间选择材料的依据。
巩固练习：
1、运用你学过的物理知识进行“特殊测量”下面的几种方法中不可行的是（ ）
A．用天平“称”出墨水瓶的容积
B．用量筒“量”出小钢珠的质量
C．用天平“称”出一张纸的厚度
D．用量筒“量”出0.2kg的酒精
2、如图为探究甲、乙两种物质质量跟体积的图象．以下分析正确的是（ ）
A．同种物质的质量跟体积的比值是不同的
B．不同物质的质量跟体积的比值是相同的
C．甲物质的质量跟体积的比值比乙物质大
D．甲物质的质量跟体积的比值比乙物质小
3、某同学用上了锈的砝码测物体质量时，结果（ ）
A．测量值小于真实值
B．测量值大于真实值
C．测量值等于真实值
D．无法判断
4、为了制作一个高2.5米的人体塑像，先用同种材料制成一个同样形状的小样品，已知小像高25厘米，质量为2.5千克．那么，做成的高2.5米的人体塑像质量将是吨．
5、飞机设计师为了减轻飞机的重力，将一钢制零件改为铝制零件，其质量减轻了104kg，则所需铝的质量是（ ）（ρ钢=7.9×103kg/m3，ρ铝=2.7×103kg/m3）
A．35.5kgB．54kgC．104kgD．158kg
6、学习了“质量”一节后，小明产生了这要一个疑问：
物体的质量与其形状是否有关呢？
为此，爱动脑筋的小明设计了一个实验来探究这个问题，他选用一块象皮泥作为被研究的物体，将橡皮泥捍成各种形状，用天平分别称出其质量，并将数据记录在下表中：
（1）小明实验时选用橡皮泥作为实验的材料，你认为选用这种材料对他的实验操作有什么好处？
（2）由小明的实验，你得出的结论是．
（3）小明所列的表格中，并没有也不可能将橡皮泥所能捍出的形状都列出，但仍然能上此得出结论，这种研究问题得出结论的方法叫做．
A、类比法；B、综合法；C、归纳法；D、等效法．
7、在“测定液体密度”的实验中：
（1）使用托盘天平时，应将天平放在水平桌面上，游码移至标尺的_______上，若发现指针静止时指在分度盘中央的右侧则应将平衡螺母向_______（选填“左”或“右”）调节，使横梁平衡．
（2）用调节好的天平称液体质量：
往烧杯中倒入液体，称出烧杯与液体的总质量为70g，把杯中一部份液体倒入量筒中如图甲所示，再称烧杯和剩下液体的总质量时，发现加减砝码不能使天平平衡．这时应移动_______（选填“平衡螺母”或“游码”）．使天平平衡．若天平再次平衡时所用砝码和游码的位置如图乙所示．则倒入量筒中液体的质量为_______g，量筒内液体的体积是_______cm3．
（3）该液体的密度是_______g/cm3．
8、为了研究物质的某种特性，某同学分别用甲、乙两种不同的液体做实验。
实验时，他用量筒和天平分别测出甲（或乙）液体在小同体积时的质量，下表记录的是实验测得的数据及求得的质峨与体积的比值。
（l）分析下表中实验序号1与2（2与3、1与3）或4与5（5与6、4与6）的体积与质量变化的倍数关系，可归纳得出的结论是________________________________．
物质
实验序号
体积
（cm3）
质量
（g）
质量/体积（g/cm3）
甲
1
5
9
1.80
2
10
18
1.80
3
15
27
1.80
乙
4
5
4
0.80
5
10
8
0.80
6
15
12
0.80
（2）分析上表中实验序号______________________________________，可归纳出的结论是：
体积相同的甲、乙两种液体它们的质量不相同；
（3）分析上表中甲、乙两种液体的质量与体积的比值关系可归纳得出的结论是：
________________________________________________________．
自我测试：
1、天平是测量物体的仪器，用天平测量铁块的质量，当天平平衡时，盘中的砝码为50克一只、20克一只，游码置于“0”刻度，测被测铁块质量为克．
2、市场上出售的“金龙鱼”牌调和油，瓶上标有“5L”字样，已知该瓶内调和油的密度为0.92×103kg/m3，则该瓶油的质量是kg．
3、如图所示，表示A、B、C三种物质的质量跟体积的关系，由图可知（ ）
A．ρA＞ρB＞ρC，且ρA＞ρ水
B．ρA＞ρB＞ρC，且ρA＜ρ水
C．ρC＞ρB＞ρA，且ρA＜ρ水
D．ρC＞ρB＞ρA，且ρA＞ρ水
4、用相同质量的铝和铜制成体积相等的球，已知ρ铝=2.7×103kg/m3，ρ铜=8.9×103kg/m3，则下列说法正确的（ ）
A．铜球是空心的，铝球也一定是空心的
B．铝球一定是实心的
C．铜球不可能是实心的
D．铝球和铜球都是实心的
5、为了研究物质某种特性，某同学测得四组数据，填在列表中：
实验次数
物体
质量（g）
体积（cm3）
密度（g/cm3）
1
铝块1
54
20
2.7
2
铝块2
108
40
2.7
3
松木1
108
216
①
4
松木2
10
20
0.5
（1）将上表①处填写完整．
（2）比较第1、2两次实验数据，可得出结论：
同一种物质，它的质量跟它的体积成．
（3）比较第2、3两次实验数据，可得出结论：
质量相同的不同物质，体积．
（4）比较第1、4两次实验数据，可得出实验结论是．
6、小亮同学在“用天平和量筒测盐水密度”的实验中，他调好天平按图中甲、乙、丙三图的顺序进行实验，根据图中数据可知，量筒中盐水的质量是g，盐水的密度是
kg/m3．
7、完成实验报告．
目的：
测定矿石的密度．
器材：
一小块矿石、天平和砝码、盛满水的溢水杯、细线．
原理：
（用公式表示）．
步骤：
A．将天平放在水平桌面上，调节天平平衡
B．用天平称出待测矿石的质量m石
C．用天平称出矿石、溢水杯和剩余水的总质量M
D．把矿石用细线系好，轻轻地放入盛满水的溢水杯中，溢出部分水
E．用天平称出盛满水的溢水杯和水的总质量m
上述操作步骤的正确顺序是（只填操作步骤的序号）．由以上测量结果得出：
（1）矿石排开水的质量
（2）矿石的体积；
（3）矿石的密度（用公式表示）．
8、小陈和小王为了探究物质质量与体积的关系，他们用A、B两种物质进行实验，实验中多次改变物体的体积，并将体积和质量的数据记录在表一、表二中．
表一表二表三
①分析比较实验序号1、2、3或4、5、6中的质量与体积变化的倍数关系，可得出的初步结论是：
对同一物质，．
②小陈认为B物质的物体选取存在不足，请你帮助小陈找出不足之处：
．
③分析比较实验序号1、4的数据，他们提出了猜想：
体积相等的不同物质，质量一般是不同的．
在已有表一、表二实验数据的基础上，小陈重新选取了B物质中的物体，并测出了相应的体积和质量如表三所示．为了达到验证上述猜想的目的，请结合表一、表二的实验数据，分析表三设计的不足之处：
．
参考答案：
知识精要：
实验一：
1、用天平和量筒分别测量物体的质量和体积；2、控制变量；3、托盘天平（带有砝码），待测物质；
实验二：
1、测定固体或液体的密度；2、烧杯、金属块（或石块）；3、用天平称出石块的质量，用细线系住石块放入量筒中，当石块全部浸入水中时；
热身训练：
1、质量；左
2、游码；向右调节平衡螺母使指针指在分度盘中央；右；移动游码
3、400；0.32
5、零刻度、17、右、
（3）6、物体的质量与物体的体积成正比；体积相同时，物体的质量与物质的种类有关；2、6与9（或1与8；或4与7）；同种物质，物体的质量与体积的比值相同；不同物质，物体的质量与体积的比值不同。
巩固练习：
1、C
2、C
3、A
4、2.5
5、B,本题考察密度的概念及其应用，钢制两件改为铝制零件，其体积不变，设为V，根据题意
，即
∴代入得
∴
明确两种材料的质量关系，利用体积相等的已知条件，问题就容易解决了。
6、容易变形；物体的质量与其形状无关；C
7、0刻度线；左；游码；16；20；0.8
8、
（1）同种液体，质量与体积成正比；
（2）1与4、2与5、3与6；
（3）同种液体，质量和体积的比值相同；不同液体，质量和体积的比值一般不相同．
自我测试：
1、质量；右；70
2、4.6
3、C
4、C
5、正比；越大，密度越小；不同物质，相同体积，质量大的密度大
6、111；1.11×103
7、密度公式；ABEDC；
8、质量与体积成正比；实验序号5和6两个物体预设的体积靠得太近；预设的体积无法体现“体积相等的不同物质，质量一般是不同的．
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