第3节 测量液体和固体的密度（教学课件）物理人教版2024八年级上册

第六章 质量与密度第3节 测量固体和液体的密度教学难点掌握固体和液体密度的测量原理及实验操作过程，能够准确运用公式ρ=m/V进行计算。如何设计合理的实验步骤以减小实验误差，并准确分析实验数据得出可靠的密度值；同时理解实验过程中可能出现的各种问题及其解决方法。 良种是增产的重要因素之一。农民选种有多种方式。例如，为了选出饱满的种粒，可以配制适当密度的盐水进行选种。将种粒浸没在盐水中并适当搅拌，静置一段时间后，清除水面漂浮的空粒、瘪粒，就可以选出较好的种子。 思考：如何测量所配置的盐水的密度呢？知识点1 测量盐水的密度量筒是用来测量液体体积的容器，也可以利用排开液体体积的方法测量形状不规则的固体的体积，如图甲。（1）用途1. 量筒的使用方法生活中除了量筒可以测量液体的体积外，量杯也可测量液体的体积，如图乙。①单位：量筒上的标度单位一般是毫升（mL）1毫升（mL）=1厘米3 （cm3）；1升（L）=1分米3 （dm3）②最大测量值（量程）最上面的刻度线指示的数值即为量程，右图所示的量筒，其量程是50mL。③分度值量筒上相邻两条刻度线之间的体积为量筒的分度值。该量筒的分度值是1mL。 （2）标度 （3）使用方法：四会 ①会选：在测量前应认清楚量筒的标度单位、量程和分度值，根据被测物体的体积和测量精度的要求选择合适的量筒。②会放：使用量筒测量体积时，应将量筒放在水平的桌面上。 ③会读：读数时，视线一定要与液体凹液面的底部或凸液面的顶部保持相平，如图所示。④会记：记录的结果由数字和单位组成。测量值偏大测量值偏小量筒读数时不能“仰视”与“俯视”的原因正确读数（4） 使用量筒的注意事项①被测液体的体积不能超过量程。②在测量范围内，应选择分度值较小的量筒，目的是提高精确度，减小测量误差。③不能对量筒加热，也不能用量筒测量高温以及对玻璃有腐蚀性的液体。【视频讲解：量筒的使用方法】（1）实验原理：（2）实验器材：天平、烧杯、盐水、量筒。2. 实验：测量盐水的密度①在烧杯中倒入适量的盐水，测量烧杯和盐水的总质量m1（甲图）。②将烧杯中的盐水部分倒入量筒中，读出量筒内水的体积V（乙图） 。③测量烧杯和剩余盐水的总质量m2（丙图）。 （3）实验过程⑤实验数据记录，如下表所示④计算盐水的密度思考：如果小明同学所用的实验方案如下，判断测量的密度将不变、偏大还是偏小呢？实验步骤如下：①用天平测量出空烧杯的质量m。②向烧杯中倒入一部分盐水，测量烧杯和盐水的总质量m1。③将烧杯中的盐水全部倒入量筒中，读出示数为V。④根据公式计算盐水的密度ρ=（m1- m）/V（4） 讨论交流 提示：在步骤③中，将烧杯中的盐水全部倒入量筒中时，由于烧杯内壁会有残留盐水，导致体积V偏小，会使测量的密度ρ偏大。【典例1】小芳的妈妈每年都要腌制一些鸡蛋，为了帮妈妈减轻一些负担，小芳提前配制了一定浓度的盐水，她想知道配制的盐水的浓度，就用天平和量筒进行测量。  （2）请你帮小芳同学把下表填写完整。4076.01.15 （3）在测烧杯和盐水总质量的过程中，小芳发现放上最小砝码后，指针又如图甲所示，她接下来的操作是： ，使天平重新平衡；取下最小砝码，调节游码 （3）[4]被测物体在左盘中，砝码在右盘中，在测烧杯和盐水总质量的过程中，小芳发现放上最小砝码后，指针又如图甲所示，指针指向中央刻度线右侧，说明加最小的砝码时砝码的总质量大了，所以此时应取下最小砝码，向右调节游码，使天平横梁重新在水平位置平衡。（4）经分析，小芳认为以上方法测出的盐水密度比真实值 （选填“偏大”或“偏小”）。为了减小误差，小芳对上述步骤的顺序进行了改进，你认为她的改进顺序是 （填序号）。偏大②③①④（4）[5]如果按上面的操作顺序，盐水的质量是准确的，但把烧杯中的盐水倒入量筒中时，烧杯中还会沾有一定质量的液体，因此用量筒测出的盐水的体积偏小，测出的盐水密度值比真实值偏大。[6]为避免烧杯残留盐水影响体积测量，应先测烧杯和盐水的总质量，再倒出盐水测体积，最后测烧杯和剩余盐水的质量，这样质量差就是量筒中盐水的质量。所以，改进顺序是②③①④。知识点2 实验：测量小石块的密度（1）形状规则的固体——刻度尺法 以测量长方体的体积为例：可以利用刻度尺测量长a、宽b、高c，然后根据体积公式计算出体积V=abc。1. 固体体积的测量（2）形状不规则的固体——排水法①向量筒倒入适量的水，读出体积V1；②用细线拴好物体，使其浸没在量筒的水中，记录水面到达的刻度V2；③计算出物体的体积：V=V2-V1 =30mL-20mL=10cm3。（3）漂浮在水面的固体有些物体的密度比水小，放入水中不会浸没（例如小木块、石蜡、泡沫塑料等），怎样测量它们的密度呢？要测量它们的密度，关键还是测量它们的体积，如何测量它的体积呢？方法一、沉坠法①用调好的天平测出石蜡的质量为m；②向量筒内倒入适量的水；③用细线将小铁块和石蜡拴住（蜡块上，铁块下），先将小铁块浸没量筒水中，读出液面对应刻度为V1（甲图）；④再将它们共同浸没在量筒水中，读出液面对应刻度为V2 （乙图）；⑤石蜡密度的表达式：方法二、针压法  （4）较大的固体方法一、溢水法(1) 在大烧杯（或溢水杯）中装满水，把待测的物体浸没在水中，同时用小烧杯承接溢出的水；(2)用量筒测出溢出水的体积V水。物体体积的表达式：V=V水方法二、补水法(1)把物体浸没在盛有一定水的烧杯中，并在水面处做标记；(2)取出物体，将量筒中的水加到烧杯的标记处；(3)量筒中减少的水的体积就是被测固体的体积。（5）溶于水（或吸水）的固体——埋沙法(1)在量筒中倒入适量细沙，摇匀且使细沙表面平整，记下体积V₁;(2)放入物体后再摇晃量筒，使细沙埋住物体，且细沙表面平整，记下此时体积V₂.则：物体体积的表达式：V=V₂-V₁（1）实验原理：（2）实验器材： 天平、量筒、小石块、烧杯、细线、水。 2. 用天平和量筒测量小石块的密度（3）实验步骤 ①用天平测量出小石块的质量m。②在量筒中放入适量的水，读出量筒中水的体积为V1。③把用细线吊着的小石块浸入到量筒的水中，读出小石块和水的总体积为V2。 （4）实验数据（5）计算石块的密度（1）能不能先测量小石块的体积，然后测量它的质量？【分析】不能先测量小石块的体积。因为小石块从水中取出时沾有一些水，再测量它的质量时会变大，导致误差大。（2）测量小石块的体积时，能不能先测量小石块和水的总体积，再测量水的体积？【分析】测量小石块的体积时，不能先测量小石块和水的总体积，因为小石块从水中取出时沾有一些水， 再测量水的体积会偏小，导致测量值偏大。3. 讨论交流 【典例2】小明测量一块实心复合材料的密度。(1)把天平放在水平台面上，将 移到标尺左端零刻度线处，发现指针如图甲，接下来应向 （选填“左”或“右”）调节平衡螺母使横梁平衡；游码右(2)用调好的天平测量该物块的质量时，当在右盘放入最小的砝码后，指针偏在分度盘中线左侧，则应该 ，当天平重新平衡时，盘中所加砝码和游码位置如图乙所示；向右移动游码(3)因复合材料的密度小于水，小明在该物块下方悬挂了一铁块，按照如图丙所示①②③顺序，测出了该物块的体积。小明在测体积时的操作顺序会引起密度测量值比真实值 （选填“偏大”“不变”或“偏小”）； 偏小(4)分析以上步骤，你认为测量体积最佳实验步骤顺序应该为 。若图中数据为小明正确操作顺序所获得的数据，则这种材料的密度是 kg/m3；①③②  0.82×103 (5)若按测量体积的最佳步骤先测复合材料的体积，再测复合材料的质量，会引起密度测量值比真实值 （选填“偏大”“不变”或“偏小”）。偏大知识点3 特殊法测密度（1）实验步骤①在量筒中盛足量的水，记下量筒内水的体积V1（甲图）.②先调节天平平衡，再将两个相同的烧杯放在天平左右盘上，将小石头轻轻放入左盘烧杯中，将甲中量筒内的水缓慢向右盘烧杯中倒入直至天平平衡，记下量筒内剩余水的体积V2 （乙、丙图）. ③将小石头放入丙中量筒内，记下量筒内水的体积V3 ，如图丁所示。1. 有天平无砝码测量石块的密度（等质量替代法）（2）数据处理①由乙可知，此时小石头的质量等于烧杯内水的质量，即 m=ρ水(V1-V2)=1.0g/cm3×(50cm3-20cm3)=30g②由图丙、丁可知小石头的体积 V=V3-V2=40cm3-20cm3=20cm3③小石头的密度（1）实验器材：天平、小烧杯、水、盐水、橡皮筋（或记号笔）（2）实验步骤：①在烧杯中放入适量的水，用细线拴住小石块，将小石块浸没水中，在水面到达的位置上作标记，用天平测出水、石块和烧杯总质量m1.②将小石块从水中取出，用天平测出剩余水和烧杯的总质量m2.③向烧杯中加水到标记处，再用天平测出此时水和烧杯的总质量m3.2. 有天平无量筒测量石块的密度（一）（3）数据处理小石块的质量m石=m1－m2向烧杯中加水到标记处，所加的水的体积等于小石子体积，则所加水的质量为m加水=m3-m2所加水的体积为小石子的体积：V石＝V加水 小石子的密度：（1）实验器材：天平、两个完全相同的烧杯、水、液体。（2）实验步骤：①用已调好的天平测出空烧杯的质量，记为m0.②向一个烧杯倒入适量液体，用天平测出液体和烧杯的总质量，记为m1.③向另一个相同烧杯中倒入与液体等深度的水（如图），用天平测出水和烧杯的总质量，记为m2.3. 有天平无量筒测量液体的密度（二）   【典例3】航空航天科研团队成功研制出新型铌合金材料。某校研究小组获得一小块此材料，设计以下探究方案测量其密度：(1)如图甲，将铌合金材料切割成正方体形状，用刻度尺测出边长是 cm；如图乙，用天平称量其质量是 g，根据 计算出密度是8.6×103kg/m3。2.00由乙图可知，标尺的分度值为0.2g，所以铌合金材料切割成的正方体的质量为m=50g+10g+5g+3.8g=68.8g68.8  (2)小敏发现合金块形状不规则，怀疑体积测量不准确，于是设计了新方案：①如图丙，在水平放置的电子秤上放一装有适量水的容器，记下此时水的质量；②如图丁，将铌合金块轻放入水中，待水位稳定后，做好标记B，记下此时水和铌合金块的总质量；③如图戊，取出铌合金块，在容器内注入水，直到水位达到 处，记下此时水的质量，则铌合金块的体积是 cm3（ρ水=1.0×103kg/m3）；④算出的密度是 g/cm3（保留小数点后一位）。⑤在取出铌合金块时会带走一部分水，则此方法测出铌合金块的密度与实际密度相比 （选填“偏大”，“偏小”或“不变”）。标记B 7.808.8 不变 课堂小结测量物质的密度测量石块的密度量 筒①直接测量液体的体积和间接测量固体的体积.②使用：认清单位、量程、分度值；读数时，视线与液面相平.①用调节好的天平测量石块的质量m. ②在量筒中倒入适量的水，记录水的体积V1. ③用细线拴好石块，浸没在量筒水中，记录水面到达的刻度V2.④石块的密度 ρ＝m/（V2-V1）①在烧杯中倒入盐水，用天平测量烧杯和盐水的总质量m1. ②将烧杯中的盐水倒入量筒中一部分，用天平测量 烧杯和剩余盐水的总质量m2. ③记录倒入量筒中的一部分盐水的体积V.④盐水的密度ρ＝（m1-m2）/V有天平无砝码；有天平无量筒.测量液体的密度 课堂练习1．如图所示，是用量筒和铁块来测量石蜡（不沉于水）的体积，下列说法中不正确的是（   ）A．实验前量筒中放入“适量”水，是指水越多越好B．实验中所用量筒的量程是100mLC．实验中可以省略步骤A和C进行测量D．正确实验测得石蜡的体积是5mLA2．下列是用量筒量取液体的一些操作，其中不正确的是（　　）A．向量筒内倾倒液体，当液体接近刻度时，改用滴管向量筒内滴加液体B．当量筒放置在较低的桌面上，不便于观察读数时，把量筒举起C．读数时，视线与量筒内凹液面的最低点保持水平D．首先要选一个量程合适的量筒，把它放在平稳的桌面上，并使量筒的刻度线正对自己B C4．某学生用量筒量取液体，初次测量时向下俯视凹液面的最低处，读数为20mL；倒出部分液体后，向上仰视凹液面的最低处，读数为5mL。该学生实际倒出液体的体积（　　）A．肯定大于15mLB．肯定小于15mLC．肯定等于15mLD．可能大于也可能小于15mLB5．在测量金属块密度的实验中，图甲所示的天平测量的金属块的质量为 g；量筒中原有40mL的水，放入金属块后如图乙所示，金属块的密度为 kg/m354  6．在用天平和量筒测量小石块密度的实验中，天平和量筒的示数如图所示，则测出小石块的密度是 kg/m³。  7．小南同学利用天平、量筒等实验器材测量某未知液体的密度。(1)将天平放在 桌面上，将游码移至标尺左端的 处，此时指针位置如图甲所示，应将平衡螺母向 调节直至天平平衡；水平零刻度线左 44400.8偏大     8．小明在测量花生油和实心物体A密度的实验中：(1)把天平放在水平桌面上，游码放在标尺左端的零刻度线处，发现指针静止时如图甲所示，则应将平衡螺母向 调节（选填“左”或“右”），直到横梁平衡；(2)将花生油倒入空烧杯，用天平测得其总质量为79g；再将烧杯中的花生油倒入量筒中，测得量筒中油的体积为60cm3；用天平测量剩余花生油和烧杯的总质量时，如图乙所示，改正操作中的错误 ，当横梁再次平衡时如图丙所示，则剩余花生油和烧杯的总质量为 g，花生油的密度为 kg/m3；右实验中应用镊子夹取砝码250.9×103(3)在测量A的密度时，不慎碰坏了量筒，于是利用矿泉水瓶代替量筒继续进行实验，实验步骤如下：①测出A的质量m1；②往矿泉水瓶中灌满水，拧紧瓶盖后擦干瓶子，测出其总质量m2；③_______________________________________________________________，测出其总质量m3；④求得A的密度为ρ= （用ρ水、m1、m2和m3来表示）。将A放入矿泉水瓶中，且浸没在瓶内水中，拧紧瓶盖后擦干瓶子  谢谢聆听谢谢聆听