北師大版八年級上冊物理講義《物質(zhì)世界的尺度 質(zhì)量和密度》全章復(fù)習與鞏固（基礎(chǔ)）知識講解

PAGE《物質(zhì)世界的尺度質(zhì)量和密度》全章復(fù)習與鞏固（基礎(chǔ)）

責編：雒文麗【學習目標】1．了解物質(zhì)世界從微觀到宏觀的基本尺度；2．知道國際單位制中長度、體積的國際單位和常用單位及其之間的換算關(guān)系；3．會正確使用刻度尺測量物體的長度，會正確使用量筒（杯）測量液體的體積和不規(guī)則固體的體積；4．理解質(zhì)量的概念，知道質(zhì)量的單位及換算關(guān)系；5．會用托盤天平測量固體和液體的質(zhì)量；6．掌握密度概念、公式和單位。并會密度單位之間的換算；能運用公式及變形計算；能夠用密度知識解決簡單的問題；7．會用天平和量筒測固體與液體的密度；8．了解納米材料、“綠色”能源、記憶合金等新材料及其應(yīng)用?！局R網(wǎng)絡(luò)】

【要點梳理】要點一、長度及其測量長度、長度的單位及其換算關(guān)系：（1）符號：L。（2）單位：①國際單位：米(m)②常用單位：千米(km)分米(dm)厘米(cm)毫米(mm)微米(μm)納米(nm)（3）單位換算關(guān)系:

1km=1000m=103m1m=10dm=100cm=1000mm=103mm

1mm=1000μm=103μm1μm=1000nm=103nm

2．測量工具：

（1）刻度尺(最常用)、三角尺、卷尺、皮尺。

（2）精密儀器：游標卡尺、螺旋測微器、激光測距儀。

3．刻度尺的正確使用

（1）測量前：①看：看清刻度尺零刻度線是否磨損；看清測量范圍(量程)；看清分度值(決定了測量的精確程度)。

②選：根據(jù)測量要求選擇適當分度值和量程的刻度尺。（2）測量時：

①放正緊靠：刻度尺的零刻線（或整刻線）對準被測物體的一端，刻度尺緊靠被測物體，不要歪斜。

②視線正對：讀數(shù)時正對被測物體末端所對的刻度線。③注意估讀：讀數(shù)時讀出準確值和一位估計值。④帶好單位：記錄的數(shù)值必須注明單位。4.誤差：測量值和真實值總會有些差異，這種差異叫做誤差。要點詮釋：

（1）憑感覺判斷物體的長度往往是不準確的，甚至可能是錯覺。因此就要借助長度的測量工具來測量物體的長度。（2）光年：光在1年中的行程，約為9.46×1015m；光年也是長度的單位。

（3）引起誤差的原因：測量工具不夠準確、測量方法不夠完善、觀察不夠細致等，都會影響測量結(jié)果，所以誤差是不可避免的。（4）減小誤差的方法：可以通過選用精密儀器，改進測量方法來減小誤差，而多次測量取平均值是我們常用的減小誤差的方法。

（5）錯誤不叫誤差，誤差也不是錯誤；錯誤可以避免，但誤差是不可以避免的。

要點二、體積及其測量任何物體都要占據(jù)一定的空間，也就是具有一定的體積。1.體積、體積的單位及其換算關(guān)系：（1）符號：V。（2）單位：①國際單位：立方米(m3)②常用單位：立方分米（dm3）立方厘米（cm3）升（L）毫升（mL）（3）單位換算關(guān)系:1m3=103dm3=103L1L=1dm31dm3=103cm3=103mL1mL=1cm32.測量工具：（1）刻度尺：規(guī)則物體的體積。

（2）量筒或量杯：液體或不規(guī)則固體的體積。3.量筒（杯）的正確使用：（1）測量前：①選：選擇量程與分度值適當?shù)牧客?；②放：把量筒放在水平桌面上。?）測量時：①測：若量筒內(nèi)的液體內(nèi)有氣泡，可輕輕搖動，讓氣泡釋放出來；②讀：讀數(shù)時視線要與凹形液面的底（如水）相平，或凸形液面（如水銀）的頂相平，如下圖所示。 4．測量不規(guī)則固體（小石塊）的體積：①在量筒中倒入適量的液體，將量筒放在水平桌面上，讓視線與凹形液面的底相平，并記下水面到達的刻度值V1；②用細線將小石塊系好，輕輕放入量筒中并浸沒在液體中，讓視線與凹形液面的底相平，并記下水面到達的刻度值V2；③根據(jù)測量結(jié)果，計算出小石塊的體積V石=V2－V1要點詮釋：

（1）俯視，視線斜向下，視線與筒壁的交點在水面上，所以讀出的數(shù)值比實際值數(shù)值偏大。（2）仰視，視線斜向上，視線與筒壁的交點在水面下，所以讀出的數(shù)值比實際值數(shù)值偏小。要點三、質(zhì)量及其測量1．定義：物體內(nèi)所含物質(zhì)的多少，稱為物體的質(zhì)量。

2．單位：國際主單位是千克（㎏），常用單位還有克（g）、毫克（mg）、噸（t）。3．單位換算：；；4．物體質(zhì)量的測量——托盤天平的使用：（1）測量前：

①放平：將天平放置在水平桌面上易于操作的地方。

②歸零：用鑷子把游碼移輕輕撥至標尺左側(cè)零位。③調(diào)平：調(diào)節(jié)平衡螺母使橫梁水平平衡。即使指針指靜止在分度盤的中央刻度線上。

（2）測量時：左物：把待測物體輕放在左盤中。右碼：估計被測物體質(zhì)量的大小，用鑷子夾取適當?shù)捻来a輕放在右盤中。游碼：用鑷子輕撥游碼，使橫梁水平平衡。讀數(shù)：把右盤中砝碼的質(zhì)量數(shù)和游碼在標尺上的讀數(shù)相加，就得到物體的質(zhì)量。（3）測量完：用鑷子將砝碼放回盒中。

要點詮釋：（1）物體的質(zhì)量與物體的形狀、狀態(tài)、和所處空間位置及溫度的變化無關(guān)。

（2）對物體的質(zhì)量我們要有一定的認識：1分米3水的質(zhì)量是1千克；初二同學的質(zhì)量大約是40千克~80千克；一頭牛的質(zhì)量大約是1噸；1個雞蛋的質(zhì)量大約是60克；1個西瓜的質(zhì)量大約是5千克；3粒玉米大約是1克。

(3)天平指針偏左偏右與平衡螺母旋出旋入的關(guān)系：托盤天平指針偏向左側(cè)說明左邊沉，平衡螺母應(yīng)向右移；指針偏向右側(cè)說明右邊沉，平衡螺母應(yīng)向左移。

(4)注意調(diào)好的天平不能在桌面上移動，移動后要重新調(diào)節(jié)，天平的左右盤是不同的。是不能互換的。橫梁上的螺母更是不能再動，否則橫梁的平衡就被破壞。要點四、密度及其測量1．定義：單位體積的某種物質(zhì)的質(zhì)量叫做這種物質(zhì)的密度。

2．公式：變形：

3．單位及換算關(guān)系：國際單位：kg/m3，常用單位g/cm3。

單位換算關(guān)系：1g/cm3=103kg/m31kg/m3=10-3g/cm3。

水的密度為1.0×103kg/m3，其物理意義為1立方米的水的質(zhì)量為1.0×103千克。

4．圖象：如圖所示：甲＞乙

5．測固體的密度：

說明：在測不規(guī)則固體體積時，采用排液法測量，這里采用了一種科學方法--等效代替法。

6．測液體密度：

⑴原理：ρ=m/V

⑵方法：①用天平測液體和燒杯的總質(zhì)量m1；

②把燒杯中的液體倒入量筒中一部分，讀出量筒內(nèi)液體的體積V；

③稱出燒杯和杯中剩余液體的質(zhì)量m2；

④得出液體的密度ρ=(m1-m2)/V。

要點詮釋：（1）同種材料，同種物質(zhì)，不變，m與V成正比；物體的密度與物體的質(zhì)量、體積、形狀無關(guān)，但與質(zhì)量和體積的比值有關(guān)；密度隨溫度、壓強、狀態(tài)等改變而改變，不同物質(zhì)密度一般不同，所以密度是物質(zhì)的一種特性。（2）質(zhì)量相同的不同物質(zhì)，體積與密度成反比；體積相同的不同物質(zhì)質(zhì)量與密度成正比。

（3）測量的原理：根據(jù)可知，用天平測出物體的質(zhì)量，用量筒測出物體的體積V，就可以求出它的密度。要點五、密度的應(yīng)用⑴鑒別物質(zhì)：密度是物質(zhì)的特性之一，不同物質(zhì)密度一般不同，可用密度鑒別物質(zhì)。

⑵求質(zhì)量：由于條件限制，有些物體體積容易測量但不便測量質(zhì)量，用公式m=ρV可以算出它的質(zhì)量。

⑶求體積：由于條件限制，有些物體質(zhì)量容易測量但不便測量體積，用公式V=m/ρ可以算出它的體積。

⑷判斷空心實心。

要點詮釋：密度計算一般要做到“四有”：有必要的文字說明、有公式、有運算過程、有單位。密度計算的一般步驟：=1\*GB3①確定已知條件并統(tǒng)一各物理量的單位；=2\*GB3②分析未知量所對應(yīng)的條件；=3\*GB3③選擇適當?shù)墓竭M行計算。要點六、新材料及其應(yīng)用1.納米材料及其應(yīng)用：人們發(fā)現(xiàn)，將某些物質(zhì)的尺度加工到1～100nm，它們的物理性質(zhì)或者化學性質(zhì)與較大尺度時比，發(fā)生了異常的變化，這就稱為納米材料。應(yīng)用：（1）洗衣機桶的表面上用了納米尺度的氧化硅微粒和金屬離子的組合，就具有抑制細菌生長的功能。（2）普通領(lǐng)帶的表面經(jīng)過納米方法處理后，會有很強的自潔性能，不沾水，也不沾油。（3）用納米陶瓷粉制成的陶瓷，具有一定的可韌性，用于制造發(fā)動機的缸體，汽車會跑的更快。2.“綠色”能源及其應(yīng)用：用鋰作電極制造出鋰電池有，具有體積小、質(zhì)量輕、能夠多次充電,對環(huán)境污染小等特點,已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于移動通信、小型攝像機等設(shè)備上。并且完全不會造成污染。近年來開發(fā)的多晶硅和非晶硅材料,能夠制造出大面積的太陽能電池,發(fā)電的效率提高、成本下降,1m3的面積可以提供100多瓦的電力。氫燃料電池是使用化學元素氫制造成的儲存能量的電池。氫燃料電池具有無污染、無噪聲、高效率的優(yōu)點，是汽車等動力設(shè)備名副其實的“綠色燃料”。3.記憶合金及其應(yīng)用：記憶合金的主要成分是鎳和鈦，它獨有的物理特性是：當溫度達到某一數(shù)值時，材料內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，從而導(dǎo)致了外型的變化。應(yīng)用：現(xiàn)在已經(jīng)有多種形狀的記憶合金醫(yī)用支架，用于外科手術(shù)。還可以將記憶合金制成的彈簧安裝在熱水器的出水閥門內(nèi)，當水溫超過某一溫度（例如80℃）時，彈簧自動伸長，將閥門關(guān)閉而停止出水，避免發(fā)生燙傷人的事故。

【典型例題】類型一、長度、體積的測量1.關(guān)于長度的測量，下列說法正確的是（）A．測量時必須從刻度尺的“0“刻度線量起B(yǎng)．不論測量什么物體的長度，刻度尺的最小刻度越小越好C．在進行長度測量時，應(yīng)盡可能避免產(chǎn)生實驗誤差D．記錄測量結(jié)果時所用單位不同，其有效數(shù)字的位數(shù)一樣【答案】D【解析】測量時“0”刻度線磨損的，不一定必須從刻度尺的“0“刻度線量起，故A錯誤；根據(jù)不同的測量要求選用不同的刻度尺，并不是刻度尺的最小刻度越小越好，故B錯誤；在進行長度測量時，誤差是不可避免的，故C錯誤；記錄測量結(jié)果時所用單位不同，其有效數(shù)字的位數(shù)一樣的，答案D正確?！究偨Y(jié)升華】題目主要考查的是刻度尺的正確使用方法和正確的記錄數(shù)據(jù)，以及讓學生知道實驗中誤差是不可避免的。舉一反三：

【變式】測量長度時，測量所能達到的準確程度取決于（）A．測量工具的種類B．測量工具的最大測量范圍C．測量工具的最小刻度D．測量方法是否正確【答案】C2．量筒做得細而高，不做成粗而矮的形狀，如圖所示，主要原因是（）A、細高的量筒便于操作B、細高的量筒可以做出相對較大的底座，增加穩(wěn)度C、細高的量筒與粗矮的相比，相應(yīng)的刻度間隔較大，能較準確地讀數(shù)D、粗矮量筒中的液體較多，筒壁所受壓強較大，需用較厚的玻璃，因而不便讀數(shù)【思路點撥】從量筒的特點（刻度均勻）和刻度線的距離上來考慮：量筒中液體體積變化等于量筒的橫截面積與高度變化的乘積，在刻度相同的情況下，液面高度變化越大，讀數(shù)越準確?！敬鸢浮緾【解析】細的量筒橫截面積小，對應(yīng)相同的體積變化，液面高度變化大，即能顯示微小的體積變化，測起來更加準確。量筒的示數(shù)是均勻的，做的細而高，表示體積的刻度線間隔較大，可以更快、更準確的讀數(shù)?！究偨Y(jié)升華】在學彈力時，為顯示玻璃瓶的微小變化，在瓶內(nèi)液體中插入較細的飲料管，當手捏玻璃瓶時，細管液面就能明顯顯示玻璃瓶的形變，此題細的量筒道理相同。此題考查學生的分析能力，是一道基礎(chǔ)題。舉一反三：【變式】三位同學在用量筒測量液體體積時，讀數(shù)情況如圖所示，其中同學讀數(shù)正確，量筒中液體的體積為cm3?！敬鸢浮恳?、20類型二、質(zhì)量及其測量 3．某同學用一已知質(zhì)量約50g的鐵塊和一架托盤天平，練習使用天平稱量物體的質(zhì)量，他的實驗是這樣進行的：(1)拿出天平后，先調(diào)節(jié)平衡螺母，使指針對準標尺中央0刻度線；(2)把天平搬到水平工作臺上；(3)開始稱量，發(fā)現(xiàn)游碼在橫梁標尺中央0.5g處，再把游碼移到標尺左端“0”點上；(4)把鐵塊放在左盤，右盤中加入50g砝碼一個，這時天平平衡。

（1）該同學得出被測物體的質(zhì)量是50g，他的結(jié)果正確嗎？如果錯了，說明錯在哪里？

（2）被測鐵塊的質(zhì)量是__________?！敬鸢浮浚?）他的結(jié)果不正確。錯誤原因：第（1）和第（2）步顛倒了；在調(diào)節(jié)橫梁平衡之前，必須先將游碼移到橫梁標尺零刻度線。

（2）49.5g【解析】天平不會平衡，這同學把調(diào)節(jié)天平的順序完全顛倒了。

第一，調(diào)節(jié)天平的第一步是將天平放在水平工作臺上，再調(diào)節(jié)橫梁平衡，如果把已調(diào)好的天平搬到另一地方使用，天平必須重新調(diào)節(jié)。

第二，在調(diào)節(jié)橫梁平衡之前，必須先將游碼移到橫梁標尺零刻度線，才能調(diào)節(jié)平衡螺母使橫梁平衡，這樣稱量時，等橫梁再次平衡，右盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量加上游碼指示的質(zhì)量值，才等于被稱物體的質(zhì)量?！究偨Y(jié)升華】天平的使用方法是初中物理的考試熱點問題。用天平測量時首先放在水平桌面；其次要注意兩次調(diào)平，第一次用平衡螺母，且使用之后不能動；第二次用加減砝碼和撥動游碼的方法調(diào)平。再就是要愛護實驗儀器，每次使用砝碼要用鑷子，且輕拿輕放。讀數(shù)時建議同學們記憶如下規(guī)律：m左=m右+m游碼。

舉一反三：【變式】小明同學在用天平測物體質(zhì)量的實驗中，首先取來托盤天平放在水平桌面上，發(fā)現(xiàn)如圖1所示情況。

(1)他應(yīng)采取的措施是__________________________________；

(2)天平調(diào)節(jié)平衡后，小明按圖2所示的方法來稱量物體的質(zhì)量，小華立即對小明說：“你操作時至少犯了兩個錯誤”小華所說的兩個錯誤是：

_________________________________________________________________，

_________________________________________________________________。

(3)小明虛心地聽取了小華的建議，重新進行操作．在稱量過程中，又出現(xiàn)了如圖1所示的情況，他_______________；

(4)天平再次平衡后，所用砝碼和游碼位置如圖3所示，那么小明所稱量物體的質(zhì)量是_________g。

【答案】(1)將平衡螺母向右調(diào)節(jié)；

（2）①用手拿砝碼；②物體和砝碼放反了托盤；

（3）應(yīng)向右盤內(nèi)增加砝碼或向右移動游碼；

（4）47.4g。類型三、密度及其應(yīng)用 4．右圖是小明在探究甲、乙、丙三種物質(zhì)質(zhì)量與體積關(guān)系時作出的圖象。分析圖象可知（）A、ρ甲＞ρ乙＞ρ丙B、ρ甲＞ρ丙＞ρ乙C、ρ丙＞ρ乙＞ρ甲D、ρ乙＞ρ甲＞ρ丙【思路點撥】較不同物質(zhì)的密度大小關(guān)系，可采取兩種方法：①相同體積比較質(zhì)量，質(zhì)量大的密度大；②相同質(zhì)量比較體積，體積小的密度大?！敬鸢浮緼【解析】當三種物質(zhì)的體積都為50cm3時，m甲=50g，m乙=35g，m丙=25g，因為m甲＞m乙＞m丙，所以ρ甲＞ρ乙＞ρ丙?！究偨Y(jié)升華】如果題目要求只是比較這三種物質(zhì)的密度關(guān)系，那么我們就可以采取相同體積比較質(zhì)量或相同質(zhì)量比較體積的方法，而不需要分別算出這三種物質(zhì)的密度，然后再去比較。舉一反三：【變式】（多選）（秋?平度市校級期末）如圖是甲、乙兩種物質(zhì)的m-V圖象，下列說法正確的是（）A．同種物質(zhì)的密度與質(zhì)量成正比，與體積成反比B．同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值是一定的，與質(zhì)量和體積無關(guān)C．甲物質(zhì)的密度比乙物質(zhì)的密度大D．甲物質(zhì)的密度為2kg/m3【答案】BC 5．（?嶧城區(qū)校級模擬）關(guān)于密度，下列說法正確的是（）A．密度與物體的質(zhì)量成正比，與物體的體枳成反比B．密度與物體所處的狀態(tài)無關(guān)C．密度與物體的溫度無關(guān)D．密度是物質(zhì)的特性，與物體的質(zhì)量和體積無關(guān)【思路點撥】密度是物質(zhì)本身的一種特性，同種物質(zhì)（狀態(tài)不變）密度一定，與質(zhì)量、體積大小無關(guān)。

【答案】D【解析】A、密度與物體的質(zhì)量和體枳無關(guān)，故A錯誤；B、密度與物體所處的狀態(tài)有關(guān)，例如，水結(jié)冰后，密度變小，故B錯誤；C、密度與物體的溫度有關(guān)，例如，一定質(zhì)量的氣體受熱，體積變大，密度變小，故C錯誤；D、密度是物質(zhì)的特性，與物體的質(zhì)量和體積無關(guān)，故D正確；故選D。【總結(jié)升華】此題考查的是我們對密度物理意義的理解和應(yīng)用，需要清楚的是：氣體密度受溫度和氣壓影響明顯，是變化的。舉一反三：【變式】容器中的水結(jié)成了冰，其質(zhì)量、體積、密度的變化是（）A、質(zhì)量、體積、密度都不變B、質(zhì)量、體積都不變，密度減小C、質(zhì)量不變，體積變大，密度變小D、質(zhì)量不變，體積變小，密度變大【答案】C 6．甲、乙兩個物體質(zhì)量之比為3∶2，體積之比為1∶3，它們的密度之比為()A．1∶2 B．2∶1 C．2∶9 D．9∶2【思路點撥】知道兩個物體的質(zhì)量之比和體積之比，根據(jù)密度公式可以求出體積之比?！敬鸢浮緿【解析】由，可得【總結(jié)升華】解答此題的關(guān)鍵是學生明確甲乙兩個體積、質(zhì)量關(guān)系，根據(jù)密度公式即可得出答案。舉一反三：【變式】有甲、乙兩金屬，甲的密度與乙的密度之比為2:5，甲的質(zhì)量與乙的質(zhì)量之比為1:2，那么甲的體積是乙的體積的()

A、0.2倍B、5倍C、0.8倍D、1.25倍

【答案】D

類型四、實驗探究 7．某同學為測量“花花牛”牌牛奶的密度，用天平、玻璃杯、量筒等器材，設(shè)計了如下實驗方案：A、用天平稱出玻璃杯的質(zhì)量m1B、將適量牛奶倒入杯中C、用天平稱出玻璃杯和牛奶的總質(zhì)量m2D、將杯中牛奶倒入量筒中，測出牛奶的體積VE、計算牛奶的密度ρ=（m2-m1）/V（1）你認為這個方案有什么缺點？（2）請你提出改進這個實驗的辦法。（3）如圖所示為用天平測玻璃杯質(zhì)量時所加砝碼和游碼位置情況。則玻璃杯的質(zhì)量為多少克？【思路點撥】在測液體的密度實驗中，必須考慮玻璃容器全倒出液體時，容器壁粘液體的情況，不能先測空燒杯的質(zhì)量?！敬鸢浮浚?）測牛奶的體積時有較大的誤差，有些奶粘在杯壁上；（2）將試驗重新排序即可：BCDAE；（3）33g【解析】（1）按原順序，在將液體從燒杯倒入量筒時，燒杯壁粘牛奶，使所測體積偏小，密度偏大。（2）為防止（1）種情況出現(xiàn)，先測牛奶和燒杯總質(zhì)量，再將牛奶倒入量筒，測剩余的燒杯牛奶的質(zhì)量。（3）燒杯質(zhì)量=砝碼質(zhì)量+游碼對應(yīng)質(zhì)量【總結(jié)升華】在測液體的密度試驗中，必須考慮玻璃容器全倒出液體時，容器壁粘液體的情況，不能先測空燒杯。舉一反三：【變式】測定鹽水密度，將以下步驟按正確順序排列起來（）A、把玻璃杯中的一部分鹽水到入量筒中，記下量筒中鹽水的體積；B、在玻璃杯中盛鹽水，稱出它們的質(zhì)量；C、稱出玻璃杯和杯中剩余鹽水質(zhì)量；D、求出鹽水密度。【答案】BACD8．（?東營中考）石油是我市主要的礦產(chǎn)資源，