初中物理人教版八年级上册第3节 测量物质的密度学案设计

测量物质的密度（基础）

【学习目标】
　　1、学会量筒的使用方法；
　　2、学会测量液体和固体的密度；
　　3、学会利用物理公式间接地测定一个物理量的方法；
　　4、分析和解决实验过程中存在的问题及误差。
【要点梳理】
要点一、体积的测量

1、量筒：量筒是用来测量液体体积的仪器，如图1所示

   （1）量筒上的单位一般是ml，1ml=1cm3

   （2）量筒的使用方法与注意事项

①选：选择量程与分度值适当的量筒；

②放：把量筒放在水平桌面上；

③测：若量筒内的液体内有气泡，可轻轻摇动，让气泡释放出来；

④读：读数时视线要与量筒内液面的中部相平，即要与凸液面（如水银）的顶部或凹液面的底部（如水）相平，如图2乙所示。

2、测量固体的体积

   （1）形状规则的固体可以用刻度尺测量相关的数据，再根据体积公式计算出来。

（2）形状不规则的固体可以用“排液法”间接地测定

①下沉物体（如金属块、小石块等等）的测量方法

a、    先在量筒内倒入适量水，读出其体积V1；

b、   将物体用细线拴住轻轻放入水中，并使水全部淹没固体，读出水和固体的总体积V2；

c、    计算固体的体积V=V2－V1。

②漂浮物体（如石蜡、木块等等）的测量方法：沉坠法或针压法

沉坠法就是将漂浮的被测物体和能沉入水中的物体用细线拴在一起（物在上重锤在下），先用手提着待测物体上端的细线，将重锤沉入水中（被测物体不能接触到水），读出此时量筒的示数V1；再把被测物体和重锤一起沉入水中，读出此时量筒的示数V2；最后计算固体的体积V=V2－V1。

针压法，和下沉物体的测量方法相似，只不过是设法用细针将被测物体压入到水中使其全部浸没。

要点二、密度的测量（高清课堂《关于密度试验专题》）

1、测量的原理：根据可知，用天平测出物体的质量m，用量筒测出物体的体积V，就可以求出它的密度。
2、测量方法
　　①固体的密度
　　要点诠释：固体的质量可直接用天平称得，外形不规则物体的体积可通过“排水法”来测定，然后，根据密度定义求得密度。

步骤：
　　a、用天平测出石块的质量m；
　　b、向量筒内倒入适量的水，测出的水的体积V1；
　　c、把石块放入量筒中，测出石块和水的总体积V2；
　　d、算出石块的体积V=V2-V1；
　　e、利用公式算出石块的密度。
　　②液体的密度
　　要点诠释：先测液体和容器的总质量，然后倒入量筒中一部分液体，并测出这部分液体的体积，再称出容器与剩余液体的总质量，两者之差就是量筒内液体的质量，再用密度公式求出液体的密度。
　　步骤
　　a.用天平测出烧杯和盐水的总质量m1；
　　b.将烧杯中的盐水倒入量筒中的一部分，记下体积V；
　　c. 用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量m2，算出量筒中盐水的质量m=m1-m2；
　　d.利用公式算出盐水的密度。
【典型例题】

类型一、量筒的使用

1、（2016春•句容市期末）如图1所示的量筒是以           为单位标度的，最小分度值是      ；测量时如果如图那样读数，则读出的液体体积与真实值相比     （填“偏大”、“偏小”或“相等”）。

【思路点拨】读取量筒中液体的体积时，首先要明确量筒的计量单位和分度值，读数时视线与液面最凹处所对刻线相平，不要仰视或俯视。

【答案】毫升（ml）；2ml；偏大

【解析】（1）由图知：在量筒上标有“ml”字样，表示此量筒是以ml为单位标度的，10ml之间有5个小格，一个小格代表2ml，即量筒的分度值为2ml；如图所示的俯视读法会造成测量结果偏大。

【总结升华】此题考查了量筒的计量单位、分度值和使用方法，属于基本技能的应用，难度不大。

举一反三：

【变式】三位同学在用量筒测量液体体积时，读数情况如图所示，其中      同学读数正确，量筒中液体的体积为     cm3。

【答案】乙、20

2、国庆节前，市工商部门对全市的白酒进行专项检查，某种品牌的白酒的酒瓶上标有450mL的字样，而白酒的含量在446～454mL之间为合格，为了一次性测量出一瓶白酒的体积，最好选用下列哪个量筒（　　）

A、量程是100mL，分度值是1mL

B、量程是500mL，分度值是1mL

C、量程是1000mL，分度值是5mL

D、量程是500mL，分度值是5mL

【答案】B

【解析】在选择测量量筒时，我们应该尽量选择量程更接近被测体积的．又因为被测体积的浮动范围较小，所以为了测量更精确，所选量筒的分度值也应较小．解答：解：A、量程太小，无法一次性测量白酒的体积，所以不合题意；

B、量程最接近，且分度值较小，所以符合题意；

C、量程和分度值都较大，测量结果不够精确，所以不合题意；

D、量程虽然接近，但分度值太大，测量结果不精确，所以不合题意。

   【总结升华】根据实际需要选择合适的测量仪器，这是我们应该掌握的基本技能之一。

类型二、固体密度的测量

3、（2015•常熟市模拟）用托盘天平测一小块矿石的密度。

（1）应把天平放在水平桌面上，把游码放在标尺左端的零刻度线处。调节天平横梁平衡时，指针偏向平衡标盘的右侧，此时应该将右边的平衡螺母向        移动，直到指针指在平衡标盘的中央。

（2）根据如图（甲）所示，矿石的质量是        g；矿石放入量筒前、后，量筒中水面位置如图（乙）所示，矿石的体积是       cm3，则由此可知矿石的密度为       kg/m3。

【答案】（1）左；（2）61.4；3.07×103

【解析】（1）调节天平横梁平衡时，指针偏向分度盘的右侧，此时应该将右边的平衡螺母向左移动，直到指针指在分度盘的中央；
（2）从甲图读出石块的质量：m=60g+1.4g=61.4g，从乙图读出石块的体积：V=40mL-20mL=20mL

=20cm3，石块的密度：。

【总结升华】本题考查天平的使用、量筒的读数、密度的计算，属于基础题。计算时注意单位统一。

举一反三：

【变式】小军用天平和量筒测量小石块的密度。他在调节天平时，发现指针偏向分度盘中央刻度线的右侧，如图14甲所示。为使天平横梁水平平衡，他应将平衡螺母向      端调。然后用调节好的天平测量小石块的质量，天平平衡时右盘中的砝码质量、游码在标尺上的位置如图14乙所示，用量筒测量小石块的体积如图14丙所示，则小石块的密度是      kg/m3。

【答案】 左   2.6×103
 

类型三、液体密度的测量

4、（2015•龙安区模拟）为确定某种未知液体的“身份”，物理老师把这个任务交给了小明的实验小组，他们利用天平和量筒进行了多次测量。某次的操作如下：

（1）用天平测量液体的质量。当天平平衡时，放在右盘中的砝码大小和游码的位置如图甲所示，则称得烧杯和液体的质量m为        49g。
（2）用量筒测量液体的体积。将烧杯中的液体全部倒入量筒中，液面达到的位置如图乙所示，则该液体的体积V为        30mL。尽管体积测量方法正确，但大家在对实验过程及结果进行评估时，发现液体的体积测量值比它的实际值要            偏小（选填“偏大”或“偏小”）。
（3）他们对测量方法进行修正后，测出了几组实验数据，并根据测量结果作出了“m-V”图象，如图丙所示。由图象可知该液体的密度为           0.8g/cm3；通过查表对照知该液体 

         。煤油或酒精。 

【答案】（1）49；（2）30；偏小；（3）0.8；煤油或酒精

    【解析】（1）如图所示，砝码质量为5g+20g+20g=45g，游码所对的刻度值为4g，因此物体的质量为45g+4g=49g；（2）由图乙中量筒中液面所对的刻度值可以知道该液体的体积为30ml，由于将液体从烧杯中向量筒中倒入的过程中，总有部分液体吸附在烧杯壁上，没有倒入量筒中，所以导致了测量值偏小。（3）由图象可知，当烧杯中没有液体时，烧杯的质量为25g；当烧杯中液体的体积为25ml时，烧杯和液体的总质量为45g，由此可知烧杯中液体的质量为20g。∴液体的密度为，再对应给出的密度表可以确定这种液体可能是煤油或酒精，因为两者的密度都是0.8g/cm3。

【总结升华】题中提供的方法测量液体的体积偏小，导致实验出现误差，改进后的方法是：（1）用天平测出烧杯和液体的总质量m1；（2）将烧杯中的液体倒入量筒中一部分，记下液面的位置为V；（3）用天平测出剩余的液体和烧杯的总质量m2，则液体的密度为。

举一反三：

【变式】（高清课堂《关于密度试验专题》例2）如图是某实验小组同学测定一种未知液体密度的三次正确操作情境，请你对照图中情况，完成下表的实验记录。

【答案】123   71   40   1.3×103

　5、某同学用量筒和天平等器材测量液体密度时，设计了甲乙两种方法：甲先称出空烧杯的质量m1，再向烧杯内倒入适量的液体，称出烧杯和液体的总质量m2，则液体的质量为m=m2-m1，再将烧杯中的液体全部倒入量筒中测出液体的体积V，这样就得到液体的密度；乙先测出烧杯和液体的总质量m1，再向量筒内倒入适量的液体后，称出烧杯和杯内剩余液体的质量m2，则液体的质量m=m1-m2，读出量筒内液体的体积V，就得到液体的密度。你认为最合理的方法是      （“甲”、“乙”）．理由：                               。

【思路点拨】两种方法都能顺利测出液体密度的大小，不同之处在于对液体体积测量的顺序安排。考虑到液体在倾倒时会在容器内有残留，必须克服这一问题产生的误差，这样的方法才是更合理的。

【答案】乙 理由是：甲的方法中，液体不能完全倒入量筒中，液体质量m和体积V不一致，而乙方法中的m、V都是烧杯中倒去的液体的质量和体积，故不受影响。

【解析】相比之下乙的办法更合理；主要是因为甲的方法中，液体不能完全倒入量筒中，液体质量m和体积V不一致，而乙方法中的m、V都是烧杯中倒去的液体的质量和体积，故不受影响。

【总结升华】在设计实验步骤时，既要考虑实验的可操作性，同时还要尽量减小实验的误差。在本实验中，容器壁上残留的液体会影响测量的结果，这是我们应特别注意的环节。

举一反三：

【变式】（高清课堂《关于密度试验专题》例1）小杰在实验室测量某种液体的密度。小杰先将某种液体倒入量筒，如图甲所示，则液体的体积为____cm3。接着小杰用天平测出空烧杯的质量为40g，然后她将量筒中的液体全部倒入烧杯，用天平测量烧杯和液体的总质量，天平平衡时的情景如图乙所示，则烧杯和液体的总质量为____g。请你根据以上实验数据计算出某种液体的密度为_______kg/m3。此液体密度的测量值和真实值相比可能较________。

【答案】20  56   0.8×103   小