質量

1.質量

定義：物理學中，物體所含物質的多少叫作質量，通常用字母m表示。

單位：千克(kg)，常用的比千克小的單位有克(g)、毫克(mg)，比千克大的單位有噸(t)。它們之間的關系是：1 t=1×103kg ，1 kg=1×103g ，1 g=1×103mg。

理解：質量的大小與物體所含物質的多少有關，與物體的形狀、狀態、位置、溫度無關。

注意：航天員到月球上質量是不變的，因為所含物質的多少沒變。

2.質量的測量

工具：天平是實驗室測質量的常用工具。

說明：

(1)被測物體的質量不能超過天平的稱量范圍。

(2)要用鑷子向天平加減砝碼，不能用手接觸砝碼，不能把砝碼弄濕、弄臟。

(3)潮濕的物體和化學藥品不能直接放到天平的托盤中。

方法：放平、調平、稱平;左物右碼。

(1)把天平放在水平臺上，把游碼移到標尺左端的零刻度線處。

(2)調節橫梁右端的平衡螺母，直到指針指在分度盤的中央，這時橫梁平衡。

(3)把被測物體放在左盤，用鑷子向右盤加減砝碼并調節游碼在標尺上的位置，直到橫梁恢復平衡。這時盤中砝碼的總質量加上游碼所對應的刻度值，就等于被測物體的質量。

注意：

(1)移動平衡螺母和游碼都可使橫梁平衡，但平衡螺母是在調節時使用，游碼是稱量時使用，不能混淆。

(2)調節平衡螺母時用反向調節法，即指針偏右，平衡螺母向左調;指針偏左，平衡螺母向右調。

(3)游碼示數為游碼左邊緣對準的刻度值。

密度

1.物質的質量與體積的關系

關系：同種物質的質量和體積成正比(比值相同)，不同物質的質量與體積的比值一般不同。

2.密度

定義：某種物質組成的物體的質量與它的體積之比叫作這種物質的密度，用字母ρ表示。

公式：ρ=m/V。

單位：基本單位是千克每立方米，符號是kg/m3,有時也用克每立方厘米，符號是g/cm3,它們的關系是：1g/cm3=1×103kg/m3。

說明：密度是物質的一種特性，與物質種類有關，不同物質的密度一般不同。密度與物質狀態有關，與質量和體積無關，但數值上等于質量與體積的比值。如一碗水的密度和一桶水的密度是相同的。

注意：水的密度ρ=1×103kg/m3，表示的物理意義是：每一立方米水的質量為1000 kg。

3.密度的應用

求質量：利用m=ρV求質量(如質量大的紀念牌)。

求體積：利用V=m/ρ求體積(如不規則的石塊)。

測量物質的密度

1.量筒的使用

認識：量筒主要是用來測液體的體積，在使用量筒之前，要觀察它的單位、量程、分度值。

使用：讀數時視線要與液面的凹面底部相平，測量不規則固體時要用排水法。

注意：量筒是玻璃器材，測密度大于水的固體的體積時，要用細線系住固體浸沒在量筒的水中。

拓展：在水中漂浮的物體可用“沉錘法”和“針壓法”;溶于水的物體可用配制飽和溶液法，或用不互溶液體(如油等)，或用面粉代替。

2.測量液體和固體的密度

測量液體：以鹽水為例。

(1)用天平測出燒杯和鹽水的質量m1;

(2)將燒杯中的鹽水適量倒入量筒，記下量筒中鹽水的體積V;

(3)用天平測出燒杯和剩余鹽水質量m2;

(4)求得鹽水的密度ρ=m/V=(m1-m2)/v。

測量固體：以蠟燭為例。

(1)用天平測量蠟燭的質量m;

(2)在量筒中倒入適量的水，記下體積為V1;

(3)將蠟燭用針壓法浸沒在量筒內的水中，測出量筒中水與蠟燭的總體積V2，測蠟燭的體積V=V2-V1;

(4)求得蠟燭的密度ρ=m/V=m/(V2-V1)。

說明：在測液體密度時不能先測空燒杯的質量，因為最后向量筒內倒液體時不能倒干凈，這樣會使體積測量值偏小，導致密度測量值偏大。

拓展：如果只有天平沒有量筒來測密度時，我們可用“溢出法”或“記號法”，通過計算水的體積獲得物體的體積，從而求密度。

密度與社會生活

1.密度與溫度

規律：大多數物體在溫度升高時，體積膨脹，密度變小;溫度降低時，體積收縮，密度變大。

特例：水的反常膨脹：0-4℃的水熱縮冷脹，即溫度升高，體積縮小;4℃以上，熱脹冷縮，所以，水在4℃時密度最大。

應用：氣體受熱膨脹后，因密度減小而上升，由于溫度低的冷空氣從四面八方流過來，從而形成風。冬天，水結冰時體積變大，可以利用“結冰法”來破裂巖石，凍豆腐中間的小孔也是“結冰法”產生的。

2.利用密度鑒別物質

方法：先測出物體的質量和體積，根據ρ=m/V計算出物質的密度，再查密度表可以知道物質的種類。

說明：利用密度鑒別物質不一定可靠，如一獎牌的密度和銅的密度相同，它也可能是由比銅密度大的物質和比銅密度小的物質混合而成。因此在鑒別時還要考慮其他特征，如顏色、氣味、硬度等。

應用：利用密度既可以鑒別物體是什么物質組成，又可以鑒別物體是否空心。

3.新材料

應用：航空器材常用高強度、低密度的復合材料，產品包裝常用密度小的泡沫塑料作填充物。

拓展：歷史學家以人類對材料的利用作為一個時代的重要標志，把人類發展的過程劃分為石器時代、青銅時代、鐵器時代。

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