初三物理專題質(zhì)量和密度知識(shí)精講

初三物理專題：質(zhì)量和密度【本講主要內(nèi)容】專題：質(zhì)量和密度1.知道質(zhì)量的初步概念。掌握質(zhì)量的單位及其換算。知道測(cè)量質(zhì)量的工具。2.知道密度是物質(zhì)的一種特性，記住水的密度。3.理解為什么要引入密度概念，以及密度概念的表述和密度公式。4.掌握密度的計(jì)算和單位換算。5.掌握測(cè)定物質(zhì)密度的基本方法。6.密度的應(yīng)用、理解密度知識(shí)的三個(gè)方面的主要應(yīng)用。7.能用語(yǔ)言、文字或圖表描述常見(jiàn)物質(zhì)的一些物理特征。重點(diǎn)、難點(diǎn)：1.理解密度的概念——物質(zhì)的一種特性。2.掌握密度的計(jì)算及應(yīng)用。3.掌握測(cè)定物質(zhì)密度的基本方法?！局R(shí)掌握】【知識(shí)點(diǎn)精析】一.正確理解質(zhì)量的概念不同的物體中所含物質(zhì)的多少往往是不相等的。我們就用質(zhì)量這個(gè)物理量來(lái)表示：物體內(nèi)所含物質(zhì)的多少。物體內(nèi)所含物質(zhì)的多少與它的形狀、位置、狀態(tài)等無(wú)關(guān)，所以我們說(shuō)質(zhì)量是物體本身的一種屬性。質(zhì)量可用天平去測(cè)量，用天平稱量同一物體，無(wú)論是在地球上，還是在月球上稱，稱得的數(shù)值都是一樣的，因?yàn)槲矬w內(nèi)所含物質(zhì)的多少?zèng)]有發(fā)生變化。質(zhì)量的國(guó)際單位是千克。二.怎樣理解密度是物質(zhì)的一種特性特性是指物質(zhì)本身具有的，能相互區(qū)別、辨認(rèn)的一種性質(zhì)。例如顏色、氣味、味道、硬度等都是物質(zhì)的特性。可以用來(lái)區(qū)別物質(zhì)。而密度是物質(zhì)的一種力學(xué)特性，這一特性表現(xiàn)在：具有相同體積的不同的物質(zhì)，它們的質(zhì)量不同；或具有相同質(zhì)量的不同物質(zhì)，它們的體積不同，而對(duì)于不同種物質(zhì)來(lái)說(shuō)，單位體積的質(zhì)量一般是不同的。對(duì)于同一種物質(zhì)來(lái)說(shuō)，單位體積的質(zhì)量是一定的。因此，單位體積的質(zhì)量反映了物質(zhì)的一種特性，密度就是表示這種特性的物理量。三.正確理解密度公式密度是物質(zhì)的一種特性。密度公式為：的物理意義對(duì)同一種物質(zhì)來(lái)說(shuō)，比值是確定不變的。當(dāng)物體的體積增大到幾倍時(shí)，它的質(zhì)量也就增大到幾倍，而質(zhì)量跟體積的比值變化。保持不變，物質(zhì)的密度跟物質(zhì)的質(zhì)量、體積無(wú)關(guān)，不隨物質(zhì)的質(zhì)量，體積的改變而由此可見(jiàn)，密度公式，只是密度的定義式，測(cè)量式，而不是密度的決定式，物質(zhì)的密度是它自身的性質(zhì)，跟它的質(zhì)量和體積沒(méi)有比例關(guān)系。因而單從數(shù)學(xué)知識(shí)看密度公式，得出物質(zhì)的密度與質(zhì)量m成正比，與體積V成反比的結(jié)論，顯然是錯(cuò)誤的。明確物理公式的意義并正確地運(yùn)用它們這是十分重要的。四.正確理解密度知識(shí)中的比例關(guān)系在密度知識(shí)中有三個(gè)比例關(guān)系。①當(dāng)同一種物質(zhì)，密度一定時(shí)，，這就是說(shuō)，同一種物質(zhì)體積大的質(zhì)量也大，物體的質(zhì)量跟它的體積成正比。②不同的物質(zhì)，密度不同。當(dāng)體積V相同時(shí)，，這就是說(shuō)不同的物質(zhì)，在體積相同時(shí)，密度。這就是說(shuō)，不同的物質(zhì)在質(zhì)量相同時(shí)，密度大大的質(zhì)量也大，物體的質(zhì)量跟它的密度成正比。③不同的物質(zhì)，密度不同，當(dāng)質(zhì)量m相同時(shí)，的體積反而小，物體的體積跟它的密度成反比。可能有人會(huì)提出這樣的問(wèn)題：物質(zhì)的密度跟它的體積、質(zhì)量無(wú)關(guān)，那么，在后兩個(gè)式子中，物體的質(zhì)量，體積怎么又跟密度有比例關(guān)系呢，這實(shí)際上并不矛盾，在后兩個(gè)式子中研究的對(duì)象是兩種不同的物質(zhì)，而且因果關(guān)系也不同，它們研究的是因?yàn)椴煌奈镔|(zhì)密度不同，而造成的質(zhì)量或體積的不同。五.怎樣測(cè)定某種物質(zhì)的密度用天平和量筒測(cè)定物質(zhì)的密度，實(shí)驗(yàn)原理是利用密度公式計(jì)算出密度的大小。①測(cè)密度大于水的固體的密度，其實(shí)驗(yàn)步驟是：a選擇樣品，取被測(cè)物質(zhì)的樣品。b調(diào)節(jié)天平，用天平測(cè)出被測(cè)樣品的質(zhì)量m。c用量筒采用排液法，測(cè)出被測(cè)樣品的體積v。d用密度公式計(jì)算出物質(zhì)的密度。②測(cè)液體的密度，其實(shí)驗(yàn)步驟是：a用量筒取出若干毫升的液體作樣品。b調(diào)節(jié)天平，測(cè)出空燒杯的質(zhì)量m1，再測(cè)出燒杯內(nèi)裝有樣品時(shí)的質(zhì)量m2，液體的質(zhì)量m＝m2－m1c用公式求出液體的密度。③測(cè)密度小于水的固體的密度，實(shí)驗(yàn)步驟如下：a調(diào)節(jié)天平并測(cè)出樣品的質(zhì)量m。b用沉錘法測(cè)出樣品的體積，具體作法是：在量筒內(nèi)盛有一定量的水，放入鐵塊如圖甲所示，記下水面達(dá)到的刻線位置V1，再將樣品跟鐵塊系在一起沉入水中，記下此時(shí)水面達(dá)到刻線位置V2，如圖乙所示，則樣品的體積V＝V2－V1。c用公式計(jì)算被測(cè)物質(zhì)的密度。【解題方法指導(dǎo)】例1.一個(gè)體積是40cm3的鐵球，質(zhì)量是156g，這個(gè)鐵球是空心的還是實(shí)心的？（鐵＝7.8×103kg/m3）若是空心的，空心部分的體積多大？解析：此題是典型的一題多解，通過(guò)解題開(kāi)闊思路，提高分析問(wèn)題的能力。解法一：密度比較法，求出球的密度與鐵的密度相比較?！咔?lt;鐵∴鐵球是空心的。解法二：質(zhì)量比較法，設(shè)鐵球是實(shí)心的，求出實(shí)心球的質(zhì)量與鐵球的質(zhì)量相比較。m實(shí)＝鐵V球＝7.8g/cm3×40cm3＝312g∵m球<m實(shí)∴鐵球是空心的。解法三：體積比較法，設(shè)鐵球是實(shí)心的，求出實(shí)心球體積與鐵球的體積相比較?！遃球>V實(shí)∴鐵球是空心的。鐵球空心部分的體積：△V＝V球－V實(shí)＝40cm3－20cm3＝20cm3例2.用鹽水選種，要求鹽水的密度是1.1×103kg/m3，現(xiàn)在配制了0.5dm3的鹽水，稱得鹽水的質(zhì)量是0.6kg。這種鹽水合不合要求？若不合要求，應(yīng)加鹽還是加水？加多少？解析：先求配好的鹽水密度m＝0.6kg，V＝0.5dm3＝0.5×10－3m3∴然后與給定的密度相比較>給，所以應(yīng)加水，設(shè)加的水體積為V水，其質(zhì)量為m水＝水V水由則得1.1×103kg/m3（0.5×10－3m+V水）＝0.6kg+1.0×103kg/m3·V水V水＝0.5×10－3m3水V水＝1.0×103kg/m3×0.5×10－3m3＝0.5kg∴m水＝例3.小汽車(chē)行駛12km，耗油1kg。它的油箱容積是50L，裝滿一箱汽油，最多能行駛多遠(yuǎn)？（ρ汽油0.71×103kg/m3）。＝分析與解：小汽車(chē)油箱容積是50L，裝滿一箱汽油，汽油的體積是50dm3。依據(jù)密度公式可計(jì)算出一箱汽油的質(zhì)量，再根據(jù)小汽車(chē)耗油1kg行駛12km的條件，即可計(jì)算出消耗一箱汽油通過(guò)的路程。V＝50L＝50dm3＝0.05m3ρ汽油＝0.71×103千克/米3m＝ρV＝0.71×103kg/m3×0.05m3＝35.5kgs＝12km/kg×35.5kg＝426km提示：解決此類(lèi)問(wèn)題應(yīng)注意三點(diǎn)：①油箱裝滿汽油時(shí)，汽油的體積等于油箱的容積。②“升”是容積的單位，它與體積單位的關(guān)系是：1升＝1分米3。③解決此類(lèi)問(wèn)題可總結(jié)如下：小汽車(chē)每行使12km耗油1kg把它定義為該車(chē)的耗油量，并用字母k表示，k＝12km/kg。則小汽車(chē)行駛的路程與耗油量的關(guān)系是：s＝km。因此在解決此類(lèi)問(wèn)題時(shí)，可根據(jù)這個(gè)關(guān)系式靈活運(yùn)用。例4.有一塊形狀不規(guī)則的石蠟塊，欲測(cè)量它的密度，所需哪些器材并寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟。解析：實(shí)驗(yàn)所需器材：天平、量筒、細(xì)繩、鐵塊、水、砝碼、蠟塊。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）用天平稱量出蠟塊的質(zhì)量m。（2）往量筒中注入一定數(shù)量的水，將用細(xì)線系住的鐵塊放入水中，記下此時(shí)的水面高度h1（可測(cè)出鐵塊與水的體積V1）。（3）松開(kāi)用同一根線系住的石蠟塊，使石蠟塊完全浸入水中，記下此時(shí)的水面高度h2（可測(cè)出鐵塊、蠟塊、水的體積V2）。（4）將數(shù)據(jù)代入公式，即可求出石蠟塊的密度。如果測(cè)量密度較大的石塊、鐵塊密度，可通過(guò)將物體放入水中使水面上升的結(jié)果，直接測(cè)出該液體的體積?！究键c(diǎn)突破】【考點(diǎn)指要】這一部分是后續(xù)學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ)，單獨(dú)命題一般側(cè)重基礎(chǔ)知識(shí)的考查，分值一般在5分左右；密度的測(cè)量是個(gè)重要實(shí)驗(yàn)。與壓力壓強(qiáng)、浮力、簡(jiǎn)單機(jī)械綜合性強(qiáng)，注意強(qiáng)化計(jì)算能力的訓(xùn)練。理解層次的考點(diǎn)2個(gè)，分別是：密度的概念、運(yùn)用密度公式解決有關(guān)問(wèn)題?！镜湫屠}分析】例1.一頭大象質(zhì)量是6.0，這個(gè)數(shù)字的單位應(yīng)該是A.kgB.gC.mgD.t分析與解：此類(lèi)問(wèn)題可根據(jù)日常生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，先找出生活中已知質(zhì)量大小的物體，再用這個(gè)物體與被研究的物體進(jìn)行比較，從而得出結(jié)論。我們知道，市場(chǎng)上出售的白酒，一瓶約為0.5kg，兩瓶約為1kg.那么一頭大象的質(zhì)量不可能等于兩瓶白酒的質(zhì)量。所以這個(gè)數(shù)字的單位不可能是kg，更不能是g或mg，答案應(yīng)為(D)提示：這類(lèi)問(wèn)題屬于估測(cè)類(lèi)問(wèn)題，在全國(guó)各省市中考試題中，經(jīng)常出現(xiàn)，簡(jiǎn)單的估測(cè)能力是初中學(xué)生應(yīng)該具備的基本能力，希望同學(xué)們重視。例2.有一塊冰，它的密度是0.9g/cm3，若將它分成大小不等的兩塊后，這兩塊冰的密度是否相等?分析與解：冰的密度由冰這種物質(zhì)決定，跟質(zhì)量和體積無(wú)關(guān)。無(wú)論是大塊冰還是小塊冰，它們都是冰，它們的密度都應(yīng)等于冰的密度。所以，這兩塊冰的密度是相等的。提示：這是一道問(wèn)答題，是中考必考的題型。解答問(wèn)答題時(shí)，必須有依據(jù)，有說(shuō)明，有結(jié)論。這道題是對(duì)密度概念的考查，密度是物質(zhì)的特性，只由物質(zhì)種類(lèi)決定，與質(zhì)量和體積無(wú)關(guān)，這一點(diǎn)請(qǐng)同學(xué)們千萬(wàn)注意。例3.日常生活中有這樣的現(xiàn)象，不滿的一壺冷水，燒開(kāi)了時(shí)，變得滿滿的甚至外溢。根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象，試判斷冷水與熱水密度的關(guān)系。（忽略水的蒸發(fā)）A.冷水密度大于熱水密度C.冷水密度等于熱水密度B.冷水密度小于熱水密度D.不能判斷分析與解：由不滿的一壺冷水，燒開(kāi)了時(shí)，變得滿滿的甚至外溢這個(gè)現(xiàn)象可知。在燒水的過(guò)程中，如果忽略水的蒸發(fā)，可認(rèn)為水的質(zhì)量沒(méi)有變，但水的體積受熱膨脹了，即水的體積變大了。由密度公式ρ＝可知，密度變小了。所以本題應(yīng)選（A）。提示：對(duì)密度概念必須深刻理解，不能死記硬背幾條結(jié)論。這道題如果你要認(rèn)為冷水和熱水都是水，具體問(wèn)題不作具體分析，就會(huì)錯(cuò)誤的選擇（C）。例4.我國(guó)有4億多人須配戴近視或遠(yuǎn)視眼鏡，組成眼鏡主要材料的部分技術(shù)指標(biāo)如下表：1.求一塊體積為4×10－6m3的玻璃鏡片的質(zhì)量。2.如圖所示的一副銅合金鏡架的質(zhì)量為2×10－2kg，若以鈦合金代替銅合金，求一副鏡架的質(zhì)量。分析與解：1.求玻璃片的質(zhì)量，可直接用公式m＝ρV進(jìn)行計(jì)算，銅合金的密度可從題目所給的密度表中查出。m＝ρV＝2.5×103kg/m3×4×10－6m3＝0.01kg2.將一副銅合金鏡架改為鈦合金鏡架時(shí)，鏡架的材料和質(zhì)量發(fā)生了變化，但體積不變.V鈦＝V銅＝2.5×10－6m3m鈦＝ρ鈦V鈦＝4.5×103kg/m3×2.5×10－6m3＝1.125×10－2kg友情提示：這是一道緊密聯(lián)系實(shí)際的試題，要求考生能從所給的情境中，正確選擇與解題有關(guān)的已知條件，同學(xué)們應(yīng)該對(duì)這類(lèi)問(wèn)題引起足夠的重視。本題中，銅合金鏡架與鈦合金鏡架體積相等，是一個(gè)較深的隱含條件，突破這一點(diǎn)，問(wèn)題也就迎刃而解了。例5.（南京中考題）A、B、C為三種物質(zhì)的質(zhì)量m與體積V的關(guān)系的圖像，如圖所示。由圖可知A、B、C三種物質(zhì)的密度ρA、ρB、ρC和水密度ρ水的關(guān)系是A.ρA＞ρB＞ρC，且ρA＞ρ水B.ρA＞ρB＞ρC，且ρA＜ρ水C.ρA＜ρB＜ρC，且ρA＞ρ水D.ρA＜ρB＜ρC，且ρC＞ρ水分析與解：圖像中橫軸表示體積，單位是厘米3?？v軸表示質(zhì)量，單位是克。這個(gè)圖像表示了每一種物質(zhì)質(zhì)量隨體積變化的關(guān)系。在橫軸的任意一點(diǎn)做一條與縱軸平行的直線，如圖所示。并與A、B、C三條直線交于點(diǎn)P1、P2、P3，在過(guò)點(diǎn)P1、P2、P3作橫軸的平行線，從圖可知，體積相等的三種物質(zhì)，質(zhì)量不等。根據(jù)密度公式可知，ρA＞ρB＞ρC。ρA大于1g/cm3，因?yàn)樗拿芏仁?g/cm3，所以ρA大于ρ水。答案應(yīng)選(A)。提示：此題是用圖像法解決物理問(wèn)題，是用數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用于物理解題的一種方法，在平時(shí)學(xué)習(xí)中接觸很少，建議同學(xué)們適當(dāng)做些練習(xí)?！揪C合測(cè)試】一.選擇題1.為了測(cè)不沉入水中的蠟燭的密度，小琴同學(xué)想出了以下實(shí)驗(yàn)方法：先測(cè)出蠟塊的質(zhì)量為9g，在量筒中盛50ml水，再把蠟塊與5cm3的鐵塊扎在一起放入量筒中浸沒(méi)后，量簡(jiǎn)的刻度值是65ml，則此蠟塊的密度是（）A.0.2×103kg／m3B.0.15×103kg／m3C.0.9×103kg／m3D.1.8×103kg／m32.某實(shí)驗(yàn)小組分別用天平和量筒測(cè)出了兩種物質(zhì)的質(zhì)量和體積，測(cè)得的結(jié)果在Ｖ－m關(guān)系圖上表示，如圖1所示，關(guān)于它們密度的說(shuō)法正確的是（）A.ρ甲＞ρ乙B.ρ甲＝ρ乙C.ρ甲＜ρ乙D.無(wú)法判斷3.用質(zhì)量相同的鐵、銅、鉛制成體積相同的金屬球，可能出現(xiàn)的情況是（）①如果銅球是實(shí)心的，那么鐵球一定是空心的②如果鐵球是空心的，那么銅球、鉛球一定是空心的③如果鉛球是實(shí)心的，則鐵球、銅球可能是空心的④三個(gè)球若都是空心的，則空心部分的體積一定是V鉛＞V銅＞V鐵A.①③B.②④C.④D.①④4.實(shí)驗(yàn)室有四種規(guī)格的量筒，分別標(biāo)有最大量度范圍（量程）和最小刻度值，要一次較準(zhǔn)確地量出100g密度為0.8×103ｋg／m3的酒精，則應(yīng)選（）A.500ml，10ml5.分別用銅、鐵、鋁制成三個(gè)體積、質(zhì)量都相等的空心球，比較它們中間空心部分的體積，則（）A.銅球最大B.鐵球最大C.鋁球最大D.三球一樣大6.剛被車(chē)床切削過(guò)的零件，前后沒(méi)有變化的是（）A.質(zhì)量B.密度C.體積D.溫度B.100ml，2mlC.250ml，5mlD.50ml，2ml7.用打氣筒給車(chē)胎打氣，當(dāng)車(chē)胎鼓起后，仍繼續(xù)給它打氣，車(chē)胎內(nèi)氣體的質(zhì)量、體積、密度的變化是（）A.質(zhì)量增大，體積增大，密度增大B.質(zhì)量增大，體積不變，密度增大C.質(zhì)量增大，體積增大，密度不變D.無(wú)法判斷8.如圖2所示，是A、B、C三種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系圖線，由圖可知，當(dāng)它們的質(zhì)量相等時(shí)，體積最大的是（）A.A物質(zhì)B.B物質(zhì)C.C物質(zhì)D.不能判斷9.1m3的水結(jié)成冰以后，下列說(shuō)法中正確的是（）A.它的體積變小B.它的體積不變C.它的質(zhì)量不變D.它的密度變小10.在用天平稱物體的質(zhì)量時(shí)，向托盤(pán)內(nèi)增加砝碼的正確做法應(yīng)是（）A.先加最大砝碼，再加小的B.先加最小的砝碼，再加大的C.按估計(jì)情況先加接近物體質(zhì)量的大砝碼，再加小砝碼D.當(dāng)指針向左偏角不大，若沒(méi)有足夠小的砝碼時(shí)，就將游碼右移二.填空題1.一個(gè)瓶子，剛好裝下1ｋg水，裝1ｋg硫酸時(shí)，瓶子還有空余的部分，裝1ｋg酒精時(shí)，裝不完，則硫酸的密度水的密度酒精的密度（選填“大于”、“等于”或“小于”）。2.容器的質(zhì)量為35.6g，將24ml某液體倒入后總質(zhì)量為63.2g，則液體的質(zhì)量為g，密度為_(kāi)_________kg/m3。3.兩個(gè)實(shí)心物體的質(zhì)量之比為3：4，密度之比為2：1，則它們的體積之比為_(kāi)__________。4.一瓶氧氣的密度為5kg/m3，若對(duì)病人供氧用去了總質(zhì)量的一半，則瓶?jī)?nèi)剩余氧氣的密度為_(kāi)_______kg/m3。5.某單位要購(gòu)進(jìn)5噸煤油，已知每個(gè)煤油桶的容積為0.2m3，煤油的密度為0.8×103kg/m3，應(yīng)準(zhǔn)備_______個(gè)這樣的油桶。6.有一個(gè)質(zhì)量540g，體積360cm3的空心鋁球，其空心部分的體積為_(kāi)______cm3，如果在空心部分注滿水后，總質(zhì)量是_____g(ρ鋁＝2.7×103kg/m3)。7.把一金屬塊浸沒(méi)在盛滿酒精的杯中，從杯中溢出10g酒精，若將該金屬塊浸沒(méi)在盛滿水的杯中，則從杯中溢出的水的質(zhì)量為_(kāi)_____g(ρ酒精＝0.8×103kg/m3)。三.實(shí)驗(yàn)題1.測(cè)定某種食油的密度⑴你認(rèn)為下列哪一步驟是不必要的____。（只寫(xiě)步驟前的序號(hào)）①先用天平測(cè)出空燒杯的質(zhì)量；②取適量的油倒入燒杯，用天平測(cè)出燒杯和油的總質(zhì)量；③然后將燒杯中部分油倒入量筒中，測(cè)出油的體積；④最后用天平測(cè)出燒杯和剩余油的總質(zhì)量。⑵實(shí)驗(yàn)測(cè)出的部分?jǐn)?shù)據(jù)已經(jīng)填在表格中，步驟③④的測(cè)量結(jié)果如圖3所示，將實(shí)驗(yàn)步驟③④的數(shù)據(jù)填入表格并計(jì)算油的密度。2.探究物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系（1）用調(diào)節(jié)好的天平稱一個(gè)銅塊的質(zhì)量，當(dāng)把銅塊放到天平左盤(pán)中，右盤(pán)中的砝碼和游碼所處的位置如圖4所示時(shí)，天平平衡，請(qǐng)將該銅塊的質(zhì)量填到下面的表格中。（2）將該銅塊放到盛有60cm3水的量筒中，量筒中的水面如圖4所示，請(qǐng)將該銅塊的體積填到下面的表格中。（3）用同樣的方法測(cè)出另外一個(gè)銅塊和兩個(gè)鐵塊的質(zhì)量和體積，測(cè)量結(jié)果如下表所示。通過(guò)計(jì)算，將表格中的其它項(xiàng)目填寫(xiě)完整。（4）分析與結(jié)論：由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，不同體積的同一種物質(zhì)的質(zhì)量不相等，但是同一種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值是________的，物質(zhì)不同，這個(gè)比值一般是_______的，這個(gè)比值反映了物質(zhì)固有的一種特性，在物理學(xué)中，把這個(gè)比值叫做這種物質(zhì)的____________。3.如圖5中的A、B是從同一塊厚薄均勻的鉛皮上截下的兩塊小鉛皮，其中A的形狀是正方形，B的形狀不規(guī)則，現(xiàn)給你一把刻度尺和一架天平（包括砝碼），請(qǐng)較準(zhǔn)確地測(cè)出B的面積。（1）寫(xiě)出主