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初中三年级物理

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    为了测量形状规则的小正方体物块的密度,同学们设计了如下甲、乙两个实验方案:

    (1)下列对甲、乙两个方案的评价正确的是       (填选项符号)。
    A.甲方案正确,乙方案错误
    B.甲方案错误,乙方案正确
    C.甲、乙两个方案都正确
    (2)托盘天平使用前都要进行调节:把它放在     桌面上,使游码左侧与零刻度线对齐,并调节横梁平衡。
    (3)将物块放在托盘天平的左盘进行测量,天平重新平衡后,右盘上有10 g的砝码一个,游码所对刻度值如图所示,物块的质量为      g;若测得它的体积为10cm3,则物块的密度为      g/cm3



    本题信息:2012年广西自治区中考真题物理实验题难度一般 来源:顾跃辉(初中物理)
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本试题 “为了测量形状规则的小正方体物块的密度,同学们设计了如下甲、乙两个实验方案:(1)下列对甲、乙两个方案的评价正确的是 (填选项符号)。A.甲方案正确,乙方...” 主要考查您对

质量的测量,天平的使用

密度的计算

固体密度的测量

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 质量的测量,天平的使用
  • 密度的计算
  • 固体密度的测量
质量的测量工具:
1.日常生活中常用的测质量工具,如图所示。


2.实验室常用工具:托盘天平和学生天平,如图所示。

天平的使用方法:
在物理实验中,称量物体质量的工具是天平,为正确使用天平,需注意以下事项。
1.使用天平前需知
(1)了解天平的构造。天平由底盘、分度盘、横梁、平衡螺母、天平盘、标尺、游码、指针及砝码组成。
(2)知道天乎的称量和感量。学生天平的最大称量一般为200克;感量一般为0.2克。

2.天平的使用方法天平的使用方法可归纳为:放、移、调、称、读、收。
将天平放在水平台上
使用前将游码移至称量标尺左端的“0”刻线处
调节横梁上的平衡螺母,使指针指在分度盘的中央刻线处,这时横梁平衡。凋节平衡螺母的方法可归结为“螺母反指针”,也就是当指针向右偏,应将横梁上的平衡螺母向左调,即螺母调的方向与指针偏转的方向相反
称量时,把被测物体放在左盘,估计一下被测物体质量后,用镊子按“先大后小”的顺序向右盘中依次试加砝码,如果添加最小的砝码偏多,而取出这个最小的砝码又偏小,这时应取出最小的砝码,再调节游码在游码标尺上的位置,直到天平指针指在分度盘的中央刻线处.特别注意:被测物体和砝码的位置是“左物右码”
右盘里砝码的总质量加上游码标尺上游码的示数值,就是被测物体的质量,即:m=m+m;游码的示数值以游码的左侧对齐格数为准;在使用天平时,若不小心按“左码右物”的方式放置,那么被测物体的质量应等于砝码质量之和减去游码在标尺上的示数值
测量完毕,把被测物体取下,砝码放回盒中,游码拨回标尺零刻度线处,即“取下物体,砝码回盒,游码回零”

3.天平的使用可用以下口诀记忆
(1)天平先要放水平,游码左移要归零,旋转螺母针指中,左物右码要记清,砝码要用镊子取,湿、液要用容器称,先大后小移游码,渎数两码要相加。
(2)测质量,用天平,先放平,再调平,游码左移零,螺母来调平,左物右码要记清,先大后小镊取码,平衡质量加游码。

使用天平常见的问题
1.游码未归零问题
    题型特征:游码未置于标尺左端的零刻度线处就将天平调节平衡了,而在称量的过程中又移动了游码的位置。游码在天平的使用过程中的作用相当于一个其数值可以变化的小砝码,只要游码位置不动,就没有起到小砝码的作用.因而物体的质量与游码位置无关。但当游码移动时,情况就发生了变化,在正常使用情况下,将游码向右移动,相当于在右盘中添加砝码;同理,若将游码向左移动,则相当于在左盘中添加砝码(或者相当于在右盘中减去砝码)。

2.物码错位问题
    题型特征:称量时误将被测物体和砝码位置放反。正常情况下,物体(质量为m)放在天平左盘,砝码(质量为m)放在天平右盘,且游码(质量为m)是作为小砝码在使用的,所以有m=m即m=m+ m;若物码错位放置,则等式为m=m+m,即被测物体的质量m=m一m

3.砝码不规范问题
    如果砝码磨损,其质量减小,用它来平衡与它示数相同的物体,必须向有移动游码,因此,读出的数值是砝码示数加上游码所对的刻度值,它比物体质量大。如果砝码上粘有其他物质,砝码的质量比它的实际质量大,称量时,导致游码向右移动较少,读出的数值比物体的实际质量小。


天平使用时的几个为什么
1.观察天平是否平衡。为什么要采用“摆动法”?
     答:无论是调节天平空载时的零点,还是称量过程中观察天平是否平衡,一般都采用横梁“摆动法”,这主要是为了克服天平的摆动惯性。尽管指针在分度盘上左有摆动的幅度会依次递减,但只要指针两边摆动的幅度基本相等,便可认为天平达到平衡。

2.使用天平时为什么要强调物体必须放在左盘中,砝码放在右盘中?
     答:我们知道,空载时天平调平后,游码在标尺的最左端零刻度处;称量时,游码要向右移动。这时,游码所示的质量加上右盘中的砝码的质量,就等于被测物体的质量,即m物=m砝+m游。如果将物体放在右盘中,将砝码放在左盘中,游码所示的质量加上砝码的质量就不等于被测物体的质量,而是游码的质量加被测物体的质量等于砝码的质量,即m砝=m物+m游。因此,这样称量,按常规方法读数,结果会偏大(这时被测物体的质量应为m物=m砝-m游)。因此,使用天平测质量时,物体要放在左盘中,砝码要放在右盘中。

3.为什么使用天平称物体的质量时,被测物体的质量不能超过它的称量? 
     答:每一种测量工具都有一个测量范围,天平也一样。天平的称量就是它所配备的所有砝码的质量再加上标尺上最大刻度值的质量。如果被测物体的质量超过了这个称量,显然天平不可能平衡,闪而测不出结果。其次,仔细观察天平横梁的支点,就会发现它是一个十分锋利的刀口。如果被测物体的质量超过了天平的称量,就会损伤刀口,使天平摆动不灵活,影响测量的准确性。因而使用天平时,不能测超过它称量的物体。用镊子加减砝码时要轻拿轻放,也是为了避免损伤刀口及其他部件。

公式:
密度的公式:ρ=m/V(ρ表示密度、m表示质量、V表示体积)

密度公式变化:m=ρV、V=m/ρ


正确理解密度公式:
理解密度公式时,要注意条件和每个物理量所表示的特殊含义。从数学的角度看有三种情况(判断正误):

1. 同种物质:

(1)ρ一定时,m和V成正比;(因为ρ=m/V,ρ一定,m增大,V也增大,所以成正比)
(2)m一定时,ρ与V成反比;(因为m=ρv,m一定,v增大,ρ变小,所以成反比)
(3)V一定时,ρ与m成正比。
结合物理意义,三种情况只有(1)的说法正确,(2)(3)都是错误的
因为同种物质的密度是一定的,它不随体积和质量的变化而变化,所以在理解物理公式时,不可能脱离物理事实,不能单纯地从数学的角度理解物理公式中各量的关系。

2. 不同物质:

(1)具有不同物质的物体,在体积相同的情况下,密度大的质量也大,物体的质量跟它的密度成正比
(2)具有不同物质的物体,在质量相同的条件下,密度大的体积反而小,物体的体积跟它的密度成反比
测量密度的原理:
原理:由密度公式可知,要测量某种物质的密度,需要测量由这种物质构成的物体的质量的体积。

测量方法:
1. 形状规则的固体:质量可用天平测量,体积可直接用刻度尺测长、宽、高等,并利用体积公式算出,如正方体的体积V=a3,圆柱体的体积V=πr2h,长方体的体积V=abc,根据求得密度。

2. 形状不规则的固体(不溶于水):
(1)体积可用“排水法”间接测出
(2)质量可用天平测量
①先在量筒中倒入适量水,读出水的体积V1(水的多少以刚好淹没固体为宜。水过多,放入固体后液面会超过量程;水过少,不能淹没固体)
②将固体用细线拴住慢慢放人量筒内水中,并使其全部淹没,此时读出水与固体的总体积V2
③由V=V2-V1,得出固体体积。
最后根据求得密度。

Ⅰ方法一:天平量筒法
例:有一块形状不规则的石块,欲测量它的密度,所需哪些器材并写出实验步骤,并表示出测量的结果。
分析:用天平和量筒测定密度大于水的物质的密度,可用排水法测体积。
实验原理:
实验器材:天平(砝码)、量筒、烧杯、滴管、线、水、石块
实验步骤:
(1)用调节好的天平,测出石块的质量m;
(2)在量筒中倒入适量的水,测出水的体积V1
(3)将石块用细线拴好,放在盛有水的量筒中,(排水法)测出总体积V2
 实验结论:ρ==
Ⅱ方法二:助沉法
例:有一块形状不规则的蜡块,欲测量它的密度,所需哪些器材并写出实验步骤,并表示出测量的结果。
分析:用天平和量筒测定密度小于水的物质的密度,可用助沉法测体积。
实验原理:
实验器材:天平(砝码)、量筒、烧杯、滴管、线、水、蜡块、铁块。
实验步骤:
(1)用调节好的天平,测出蜡块的质量m;
(2)在量筒中倒入适量的水,如图甲将蜡块和铁块用细线拴好,先将测铁块没入水中,测出水和石块的体积V1
(3)再将蜡块浸没在水中,如图乙。(助沉法)测出水、石块、蜡块的体积总体积V2
实验结论:
注意:物质的密度比水小,放在量筒的水中漂浮,不能直接用量筒测出体积。例题中采用的方法是助沉法中的沉锤法,还可以用针压法,即用一根很细的针,将物体压入量筒的水中,忽略细针在水中占据的体积,则可用排水法直接测出物体的体积了。
Ⅲ方法三:等浮力法
例:小明家买的某品牌的牛奶喝着感觉比较稀,因此他想试着用学过的知识测量一个这种牛奶的密度。他先上网查询了牛奶的密度应该为1.03g/cm3,然后他找来一根粗细均匀的细木棒,在木棒的表面均匀地涂上一层蜡,并在木棒的一端绕上一段金属丝(体积不计),做成了一枝“密度计”,小明又找来一个足够深的盛水容器和一把刻度尺,请你帮助小明利用这些器材设计一个测量牛奶密度的方案。要求写出主要的测量步骤并推导出计算牛奶密度的公式(有足量的水和牛奶)。
实验原理:漂浮条件、阿基米德原理。
实验器材:刻度尺、粗细均匀的细木棒、一段金属丝、烧杯、水、牛奶。
实验步骤:
(1)将一段金属丝绕在木棒的一端,制成“密度计”,用刻度尺测出其长度L;
(2)将“密度计”放入盛有水的烧杯中,使其漂浮在水中,用刻度尺测出“密度计”露出水面的高度h
(3)将“密度计”放入盛有牛奶的烧杯中,使其漂浮在牛奶中,用刻度尺测出“密度计”露出牛奶液面的高度h
实验结论:因为“密度计”在水中和在牛奶中,均处于漂浮状态。因此“密度计”在水中和在牛奶中受到的浮力都等于“密度计”的重力。“密度计”的重力不变,所以两次浮力相等。即F=F,根据阿基米德原理可得:
ρgV牛排=ρgV水排
ρgSh牛排=ρgSh水排
∵h牛排=L-hh水排=L-h
∴ρ(L-h)=ρ(L-h
牛奶的密度:
注意:从给定的器材看,即无量筒,也无天平,此时解题的着眼点就不能局限于利用质量、体积测密度。应该展开丰富的联想,而给出“密度计”,是和浮力有关的,就要联想到利用浮力测液体的密度。这种利用两次浮力相等来测密度,我们简称为“等浮力法”。


Ⅳ弹簧测力计法(也可称双提法)
例:张小清同学捡到一块不知名的金属块,将它放到水中可以沉没,现在,小清同学想测出它的密度,但身边只有一支弹簧秤、一个烧杯及足量的水,请你帮她想一想,替她设计一个测量金属块密度的实验过程,写出实验步骤
分析与解:
        这是一道典型的利用浮力知识测密度的试题。阿基米德原理的重要应用就是已知浮力求体积。它的基本思路就是用弹簧测力计测出浮力,利用水的密度已知,求得物体的体积,即可计算出物体的密度值。
实验原理:阿基米德原理
实验器材:一支弹簧秤、一个烧杯及足量的水、金属块、线。
实验步骤:
(1)用细线系住金属块,在烧杯中倒入适量的水;
(2)用弹簧测力计测出金属块受到的重力G;
(3)用弹簧测力计测出金属块浸没在水中受到的拉力F。
实验结论:
注意:利用弹簧测力计提着金属块测一次重力;再提着金属块测一次金属块在水中时弹簧测力计的拉力。因此简称为双提法。这一实验使用的仪器少,操作简单,是常用的测量物体密度的方法。


发现相似题
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