5455認識物理物質的一些物理屬性和新材料

2021-03-04 09:52:03 字數 4986 閱讀 8497

一、內容

1.物體的質量

2.物質的密度

3.測定物質的密度

4.密度知識的應用

5.物質的其他屬性如顏色、狀態、硬度、彈性、磁性、導電性、導熱性、透明度等

二、目的要求

1.知道質量的初步概念。

2.掌握質量的單位及其換算。

3.知道測量質量的工具。

4.知道密度是物質的一種特性,記住水的密度。

5.理解為什麼要引入密度概念,以及密度概念的表述和密度公式。

6.掌握密度的計算和單位換算。

7.掌握測定物質密度的基本方法。

8.密度的應用、理解密度知識的三個方面的主要應用。

9.能用語言、文字或圖表描述常見物質的一些物理特徵。能從生活和社會應用的角度對物體進行分類。

10.能描述物質的一些屬性,並與生活中物質的用途聯絡起來。

11.了解物質的屬性對科技進步的影響。

【知識重點與難點】

1.理解質量的概念。

2.知道測量質量的方法、正確使用天平。

3.理解密度的概念——物質的一種特性。

4.掌握密度的計算及應用。

5.掌握測定物質密度的基本方法。

【方法指導與教材延伸】

1.「物體」與「物質」的區別和聯絡。

物體和物質不同。物體是由物質組成的,比如桌子這個物體是由木頭這種物質組成的。鐵鍋這個物體是由鐵這種物質組成的。

2.正確理解質量的概念。

不同的物體中所含物質的多少往往是不相等的。我們就用質量這個物理量來表示物體內所含物質的多少。例如一支鉛筆芯比乙個鉛筆頭所含的碳要多,一塊平玻璃板,要比一塊玻璃碎片所含的玻璃多,一把斧頭比一把鉛筆刀所含的鐵要多。

質量是物體本身的一種屬性。

物體所含物質的多少與它的形狀無關。一塊鐵,無論是把它拉成長的,還是把它壓成扁的,鐵塊中所含鐵的多少是不變的。

物體中所含物質的多少和它的位置無關。乙隻鉛球,無論放在地球的兩極還是赤道上;無論放在海邊還是放在高山之顛,鉛球所含鉛的多少是不變的。

物體中所含物質的多少和它的狀態無關。一杯水,無論是凝結成冰,還是蒸發為水蒸氣,它們所含水的多少是不變的。

正因為物體內所含物質的多少與它的形狀、位置、狀態等無關,所以我們說質量是物體本身的一種屬性。

質量可用天平去測量,用天平稱量同一物體,無論是在地球上,還是在月球上稱,稱得的數值都是一樣的,因為物體內所含物質的多少沒有發生變化。

質量的主單位是千克。

3.怎樣理解密度是物質的一種特性。

特性是指物質本身具有的,能相互區別、辨認的一種性質。例如顏色、氣味、味道、硬度等都是物質的特性。可以用來區別物質。

而密度是物質的一種力學特性,這一特性表現在:具有相同體積的不同的物質,它們的質量不同;或具有相同質量的不同物質,它們的體積不同,而對於不同種物質來說,單位體積的質量一般是不同的。對於同一種物質來說,單位體積的質量是一定的。

因此,單位體積的質量反映了物質的一種特性,密度就是表示這種特性的物理量。

4.正確理解密度公式的物理意義。

密度是物質的一種特性。

密度公式為:

對同一種物質來說,比值是確定不變的。當物體的體積增大到幾倍時,它的質量也就增大到幾倍,而質量跟體積的比值保持不變,物質的密度跟物質的質量、體積無關,不隨物質的質量,體積的改變而變化。

由此可見,密度公式,只是密度的定義式,測量式,而不是密度的決定式,物質的密度是它自身的性質,跟它的質量和體積沒有比例關係。因而單從數學知識看密度公式,得出物質的密度與質量m成正比,與體積v成反比的結論,顯然是錯誤的。明確物理公式的意義並正確地運用它們這是十分重要的。

5.正確理解密度知識中的比例關係。

在密度知識中有三個比例關係。

①當同一種物質,密度一定時,,這就是說,同一種物質體積大的質量也大,物體的質量跟它的體積成正比。

②不同的物質、密度不同。當體積v相同時,,這就是說不同的物質,在體積相同時,密度大的質量也大,物體的質量跟它的密度成正比。

③不同的物質,密度不同,當質量m相同時,。這就是說,不同的物質在質量相同時,密度大的體積反而小,物體的體積跟它的密度成反比。

可能有人會提出這樣的問題:物質的密度跟它的體積、質量無關,那麼,在後兩個式子中,物體的質量,體積怎麼又跟密度有比例關係呢,這實際上並不矛盾,在後兩個式子中研究的物件是兩種不同的物質,而且因果關係也不同,它們研究的是因為不同的物質密度不同,而造成的質量或體積的不同。

6.怎樣測定某種物質的密度

用天平和量筒測定物質的密度,實驗原理是利用密度公式計算出密度的大小。

①測密度大於水的固體的密度,其實驗步驟是:

a選擇樣品,取被測物質的樣品。

b調節天平,用天平測出被測樣品的質量m

c用量筒採用排液法,測出被測樣品的體積v

d用密度公式計算出物質的密度。

②測液體的密度,其實驗步驟是

a用量筒取出若干毫公升的液體作樣品。

b調節天平,測出空燒杯的質量m1,再測出燒杯內裝有樣品時的質量m2,液體的質量m=m2-m1

c用公式求出液體的密度。

③測密度小於水的固體的密度,實驗步驟如下:

a調節天平並測出樣品的質量m

b用沉錘法測出樣品的體積,具體作法是:在量筒內盛有一定量的水放入鐵塊如圖甲所示,記下水面達到的刻線位置v1,再將樣品跟鐵塊繫在一起沉入水中,記下此時水面達到刻線位置v2,如圖乙所示,則樣品的體積v=v2-v1

c用公式計算被測物質的密度。

【例題選講】

1.平時習慣於講「大人比小孩重」和「鐵比鉛重,水比油重」是不是一回事?

答:上面的**不是一回事,「大人比小孩重」是指大人的重力大於小孩的重力,這裡指的是力,而「鐵比鋁重,水比油重」是一種很不確切的說法,正確的說法是,在體積相同的情況下,鐵比鋁重,水比油重。也就是說在體積相同時鐵比鋁的質量大,顯然,這裡指的是密度。

鐵的密度比鋁的密度大,同理可知水的密度比油的密度大。

2.銅的密度8.9×103kg/m3是什麼意思?

答:「銅的密度8.9×103kg/m3」的物理意義是「1 m3的銅的質量為8.9×103kg」;或理解為質量為8.9×103kg的銅的體積為1 m3。

3.什麼叫質量?它有什麼特點?

答:質量是表示物體所含物質的多少:乙個鐵鎚比鐵釘所含的鐵多,所以鐵鎚比鐵釘的質量大。

質量是物體本身的乙個屬性,它與物體的形狀,所處的狀態和環境變化等無關,如果把一塊鐵熔化成鐵水,雖然狀態由固態變為液態,但它所含鐵的多少沒有變,所以質量不變,如果把它全部鑄成水壺,所含鐵的多少不變、形狀變了,但質量仍不變。或者把它從地球上運送到月球上,所含鐵的多少,還是不變,質量亦不變。

4.某同學用一已知質量是50克的鐵塊和一架托盤天平,練習使用天平稱量物體的質量,他的實驗是這樣進行的:

(1)拿出天平後,先調節平衡螺母,使指標對準標尺**紅線。

(2)把天平搬到光線好的水平工作台上。

(3)開始稱量,發現遊碼在橫樑標尺**0.5g處,再把遊碼移到標尺左端「0」點上。

(4)把鐵塊放在左盤,右盤中加入50g砝碼乙個。

你說天平會平衡嗎?該同學用天平時做錯了哪些?

答:天平不會平衡,這同學把調節天平的順序完全顛倒了。

第一,調節天平的第一步是將天平放在水平工作台上,再調節橫樑平衡,如果把已調好的天平搬到另一地方使用,天平必須重新調節。

第二,在調節橫樑平衡之前,必須先將遊碼移到橫樑標尺零刻度線,才能調節平衡螺母使橫樑平衡,這樣稱量時,等橫樑再次平衡,右盤內砝碼的總質量加上遊碼指示的質量值,才等於被稱物體的質量。

這同學這樣稱量,即使他第一步不錯,把天平是放在工作台上,以後也不搬動,稱出的鐵塊質量也不是50g,而是49.5g。因為沒稱量前橫樑平衡時游碼已在0.

5g處了,然後撥向零刻度線處,這樣相當於在左盤加上乙個0.5g的物體。

5.某同學用一已調好的托盤天平測量質量大約在30g左右的鋁塊,在右盤中放30g的砝碼天平右盤下降,若放29g砝碼,天平左盤下降,要使天平平衡應怎樣辦?該鋁塊的質量比30g大還是小?

答:天平稱量物體時,被測物體放在左盤,砝碼放在右盤,現右盤中放30g砝碼時,右盤下降,說明砝碼質量大於被測鋁塊質量,而當右盤中放29g砝碼時,左盤下降,說明左盤中的鋁塊質量大於29g的砝碼質量。因最小砝碼是1g,所以只能移動遊碼,才能使天平平衡,由此亦可知該鋁塊質量比30g小而比29g大。

6.一質量為54g,體積為20cm3的金屬塊,它的密度是多少?是哪一種金屬?當截去5cm3後,剩下的金屬塊密度為多少?

解:由密度公式可得

查表可得此金屬塊是鋁,當截去5cm3後剩下的金屬塊還是鋁塊,它的密度還是2.7×103kg/m3,這是因為物質的密度是本身的性質與質量、體積無關,當截去5cm3後體積減小,其質量亦隨著減小,而的比值不變。

7.一堵牆寬0.5m,長5m,高4m,由密度是1.9×103kg/m3的磚砌成,這堵牆的質量多大?

解:乙個龐大的物體是無法用天平或其它儀器測量的,由於密度是表示物質特性的物理量,物體的質量由它的體積密度共同決定,所以可以由物體的體積v密度求它的質量m.

這堵牆的體積為v=5m×0.5m×4m=10m3

這堵牆的質量為m=·v=1.9×103kg/m3×10m3=1.9×104kg

8.乙個體積是40cm3的鐵球,質量是156g,這個鐵球是空心的還是實心的?(鐵=7.8×103kg/m3)若是空心的,空心部分的體積多大?

解:此題是典型的一題多解通過解題開闊思路,提高分析問題的能力。

解法一:密度比較法,求出球的密度與鐵的密度相比較。

∵球《鐵

∴鐵球是空心的。

解法二:質量比較法,設鐵球是實心的,求出實心球的質量與鐵球的質量相比較。

m實=鐵v球=7.8g/cm3×40cm3=312g

∵m球∴鐵球是空心的。

解法三:體積比較法,設鐵球是實心的,求出實心球體積與鐵球的體積相比較。

∵v球》v實

∴鐵球是空心的。

鐵球空心部分的體積。

△v=v球-v實=40cm3-20cm3=20cm3

9.把一塊金屬放入盛滿酒精(酒精=0.8g/cm3)的杯中時,從杯中溢位8g酒精。若將該金屬塊放入盛滿水的杯中時,從杯中溢位水的質量是多少?

解:因為金屬塊的體積是一定的把金屬塊先後放進酒精和水中,它溢位酒精和水的體積相同,根據體積相同時,物體的質量跟它們的密度成正比。

即: 溢位水的質量是10g。

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