本章围绕质量与密度两大核心概念展开,系统阐述了质量的定义、测量方法及性质,密度的物理意义、计算方法与实验测定,以及密度在材料选择、物质鉴别等领域的应用。通过学习,学生将理解质量是物质的固有属性,掌握密度作为物质特性的重要意义,并能运用密度公式解决实际问题,体会物理知识在科技发展与社会生产中的重要作用。
第1节 质量
核心知识点
1. 质量定义
- 物体所含物质的多少称为质量,用符号 m 表示。
- 性质:质量不随物体的形状、物态(固态/液态/气态)、位置(如地球或太空)而改变。
2. 单位与换算
- 国际单位:千克(kg);常用单位:吨(t)、克(g)、毫克(mg)。
- 换算关系:
1t=1000kg 1kg=1000g 1g=1000mg
3. 测量工具
- 实验室常用托盘天平,使用步骤:
- 放置水平桌面 游码归零 调节平衡螺母 左物右码 计算总质量(砝码质量 + 游码示值)。
- 注意事项:被测物质量不超过称量;砝码需用镊子取放;禁止直接测潮湿/腐蚀性物质。
4. 质量实例
- 鸡蛋约 6 * 10-2kg,地球约 6 * 1024kg。
第2节 密度
核心知识点
1. 密度定义
- 单位体积物质的质量,反映物质特性,公式:
ρ=m/v 单位:kg/m3(国际单位)或 g/cm3
- 常用换算:1g/cm3= 1000kg/m3
2. 实验探究
- 结论:同种物质质量与体积成正比,比值即密度;不同物质密度一般不同。
- 图像分析:m-V 图像为过原点的直线,斜率表示密度。
3. 密度表与特性
- 常见物质密度(常温常压):
- 金 19.3 * 103kg/m3,水 1 * 103kg/m3,空气 1.29 kg/m3。
- 温度影响:
- 气体密度受温度影响显著,固体/液体变化较小。
- 水在 4℃ 时密度最大,冰密度小于水(解释水管冻裂现象)。
第3节 测量液体和固体的密度
核心知识点
1. 液体密度测量
- 步骤:
- 测总质量 m1 倒部分液体至量筒 测剩余质量 m2 计算 m = m1- m2。
- 量筒使用:
- 选择合适量程(如测80mL选100mL量筒);读数时视线与液面凹部齐平。
2. 固体密度测量(不规则物体)
- 排水法测体积:
- 初始水量 V1 浸入物体后水量 V2 体积 V = V2- V1。
- 公式计算: ρ=m/V
第4节 密度的应用
核心知识点
1. 公式变形应用
- 求质量: m = ρV(如计算纪念碑巨石质量)。
- 求体积: V = m/ρ(如黄金制金箔的面积计算)。
2. 物质鉴别
- 测密度并与标准值对比(如判断铅球是否纯铅)。
- 局限性:不同物质密度可能相同(需结合其他性质鉴别)。
3. 材料选择与社会发展
- 低密度材料:飞机外壳用轻质合金,风力发电机叶片用碳纤维。
- 高密度材料:机床底座需坚固材料。
- 新材料意义:气凝胶、半导体等推动科技革命(信息社会三大支柱:材料、能源、信息)。
典型例题与公式应用
1. 铝棒质量计算
- 已知直径 d = 0.1 m,长 l = 2.5 m,密度ρ铝= 2.7 * 103kg/m3
V=π(d/2)2l = 0.02 m3,m=ρV =54kg
2. 盐水选种原理
- 配置合适密度盐水,空粒因密度小于盐水漂浮,饱满种子下沉。
本章通过质量与密度的学习,构建了物质特性的量化认知体系,掌握测量方法并理解其在生产生活中的广泛应用,体现了物理知识与技术发展的紧密联系。
领取专属 10元无门槛券
私享最新 技术干货