测量物质密度教案

1、学会用量筒测固体和液体的体积．2、会用天平和量筒测固体和液体的密度．二、过程与方法1、通过实验探究过程，形成初步观察能力．2、尝试设计不同情况下测量物质密度的方法．三、情感、态度与价值观1、培养实事求是，尊重自然规律的科学态度．2、引导学生乐于探索自然现象中和日常生活中的物理学问题．教材内容详解一、量筒的使用1、量筒是用来测定液体体积的仪器．利用排液法也可以间接测定固体的体积．二、测不规则固体物质的密度固体的质量可直接用天平测得，外形不规则物体的体积可通过“排水法”来测量，从量筒中读出水面指示的刻度，两次体积之差就是物体排开水的体积，也就是物体的体积，然后根据密度公式ρ＝Vm 得出密度． 三、测液体的密度液体的体积可以直接用量筒测出，其质量就要通过“补差法”来测定，即先称出容器的质量，再称出容器与液体的总质量，两者之差就是倒人容器内液体的质量，再根据ρ＝Vm 求得密度．氩的发现18世纪末，英国皇家学会的会员凯文迪许，在做化学实验时，从通电的水银中电解出一个小气泡，这个小气泡很顽固，无论怎样放电，它也不肯与氧气化合，他把这种顽固的 小气泡称为空气中的另一种浊气，但他没有再深入研究小气泡，轻易地把小气泡放走了． 在他逝世后100年，物理学家瑞利和化学家拉姆赛重新做了他的实验，也找到了这种小气泡，在精确测量时，他们发现从空气中提取混有小气泡的氮的密度为 2kg ／m 3，而从氨气中取得的氮的密度是.250 5kg ／m 3，虽然二者仅差 7kg ／m 3，但瑞利他们由于不放过这一细微差异而执着地研究下去最后确定这种小气泡是当时还不知道的气体“氩”，并因此荣获1904年的诺贝尔奖．课内练习题型I 双基巩固例1 量筒做得细而高，不做成粗而矮的形状，这主要是因为( ) 答案：CA 、实验中，细高的量筒便于操作B 、细高的量筒可以做出相对较大的底座，增加稳度C 、细高的量筒与粗矮的量筒相比，相应的刻度间隔较大，便于准确地读数D 、粗矮量筒中的液体较多，需用较厚的玻璃，因而不便读数分析：因为量筒里的液体的体积V 等于它的高h 和横截面积S 的乘积，即，V=Sh ．当体积相同的液体倒入量筒时，截面积较小的量筒液柱必定较高，这样量筒上每mL 刻度的间隔就较大，读数就会较精确．因此，量筒通常要做成细而高的圆筒形．例2 在“测定金属块密度”的实验中，某同学用了如下几个步骤：A 、在量筒内倒人一定量的水，记录水的体积V l ；B 、用天平称出金属块质量m ；C 、将天平置于水平台上，调节平衡；D、将金属块全部浸没在水中，记录水同金属块的体积V2．(1)合理的顺序应是______________(填字母)．(2)观察水体积时应注意什么?(3)金属块密度的计算式是。

分析：实验时，应先调节好天平并测出金属块质量，然后再用量筒测水的体积和金属块同水的体积．题型Ⅱ物理与生活例3 某校“STS”活动课前往县酒厂考察，同学们了解到：酿制白酒是把发酵后的粮食里的酒精从酒糟中蒸煮汽化出来，其装置见图lO—15所示．因为汽化要吸热，所以需要在锅灶下加热，蒸锅实际是一个汽化池，将其封闭后仅与输汽管相通，然后将“气酒”引入冷凝池后再注入储酒罐．罐里的白酒度数很高，一般不易饮用，需要与适量的水勾兑(即混合)后才能出售．有关行业规定：白酒的“度数”是指气温在20℃时，100mL酒中所含酒精的毫升数．试回答：(水的密度ρ水＝×103 kg／m3，酒精的密度ρ酒精＝×103kg／m3；×1O5Pa大气压下水的沸点是100℃，酒精的沸点是℃)(1)在×105Pa大气压下，对汽化池加热应保持多高温度才能调出好酒?输汽管为什么要弯弯曲曲地经过冷凝池?(2)该厂生产的每瓶装“500mL、45度”的白酒，质量是多少千克?是否恰好“一斤酒”?这种酒的密度是多少?(不考虑勾兑时体积的变化)例4用天平和量筒测量色拉油的密度，以下四个步骤中，必须且合理的步骤是( )A、用天平测出空烧杯的质量；B、将适量油倒人烧杯中用天平测出杯和油的总质量；C、将烧杯中油倒人量筒中读出油的体积；D、用天平测倒掉油后烧杯的质量。

分析：测色拉油密度必须测出其质量和体积，因需测其体积，故实验中选项C是必须要的步骤之一。

由于色拉油是液体，测其质量时，必须借助于容器，且需测出色拉油与容器的总质量，故实验中选项B同样是必须要的步骤。

选项A、D所述实验步骤，它们的目的是为了测出色拉油的质量。

那么在最合理的步骤中为什么选择D而不选择A呢?因为选择选项D 时，所计算的色拉油质量完全是倒入量筒中的那部分色拉油的质量。

这样，即使烧杯中的色拉油向量筒中未倒净也没有关系。

如果选择选项A，计算出质量的色拉油一般不能把它完全倒入量筒中，这样，实验的误差较上种选择将明显变大。

答案：BCD题型Ⅲ开放与创新例有一只玻璃杯、水和天平，怎样测出小石子的密度?分析：要测出小石子的密度就必须测出小石子的质量和体积，小石子的质量可用天平直接测量，由于没有量筒，所以小石子的体积无法用排液法和量筒直接测出，但题目多给一个玻璃杯这样的已知条件，应从中进行思考、突破，以便间接测出小石子的体积．答案：(1)调节天平平衡，用天平测出小石子的质量m；(2)在小玻璃杯中加适量的水，用天平测出它们的质量m1；(3)在装水的玻璃杯中放人小石子，记下水面在杯中的位置后将小石子取出；(4)在原装水的玻璃杯中再加水，使水面上升到刚才记下的位置，并用天平测出它们的质量为m2；例6 给你天平、量筒和水，要求测定石蜡的密度，还要哪些辅助器材?简述实验步骤．分析：本实验的关键是测出石蜡的体积，由于石蜡的密度比水小，因此，可用细线把铁块和石蜡块捆在一起沉入水中，也可用一个细针把石蜡压入水中，然后再根据水面位置变化算出体积．答案：实验中需要的辅助器材：铁块、细线实验步骤如下：(1)调节天平平衡，用天平测出石蜡的质量m 蜡；(2)将量筒内装入一定体积的水；<3)把铁块放人量筒内，记下水面位置的读数V 1；<4)把铁块和石蜡用细线捆在一起，放人量筒内，让石蜡和铁块全部浸没在水中，再记下水面位置的读数V 2；题型Ⅳ 学科渗透例7 一个圆柱形储油罐，里面装有贵重的液体工业原料，因出口阀门封闭不严，液体向外滴漏．为要搞清液体为何种物质及一昼液滴漏的质量，某同学用天平、秒表、量筒测出液体密度，再查液体密度表鉴别出这种液体，并用实验记录的数据出一昼液滴漏液体的质量．下面给出这位同学测量过程的第一、二步骤的做法，请你接着完成余下的步骤．(1)用天平称出量筒的质量m 1；(2)将量筒放在出口下，当第一滴液体滴到量筒中时，开启秒表并数1，第二滴液体滴到量筒中时数2……一直数到n 时停下秒表，记下时间t ；(3)____________________________________；(4)____________________________________；(5)液体的密度ρ＝______________________________；(6)一滴液体的质量为_____________________________；(7)每滴一滴液体经历的时间为__________________________；(8)一昼液滴漏的液体总质量为__________________________。

分析：用天平和量筒测出n 滴液体的质量和体积，用密度公式ρ＝Vm 求出液体的密度并鉴定液体的种类；”滴液体的总质量除以总滴数n ，可求出一滴液体的质量；在t 内的总滴数为n 一1，求出一滴液体滴下的时间为1-n t ，用一昼夜时间除以滴下一滴所用的时间，即一昼夜的总滴数，便可得到一昼夜滴漏的液体的总质量．答案：(3)用天平测出量筒和液体的总质量m 2(4)从量筒上直接读出液体的体积V(5) ρ液＝V m m 21- (6) n m m 21- (7) 1-n t (8) ntn m m )1)(21(86400-- 例8 牛奶的密度为×103kg ／m 3，牛奶厂供应的牛奶质量是否合格，请用托盘天平和量筒测定牛奶的密度进行鉴定．为了使测量结果尽可能准确些，按实验顺序应记录的数据为：(1)___________；(2)___________；(3)__________。

根据实验测出的物理量，计算牛奶密度的公式为____________________。

分析：为了使测量的结果尽可能准确，应设计如下实验步骤：①用天平测出量筒的质量m1；②将适量的牛奶倒入量筒中，记下牛奶的体积V ；③用天平测出牛奶和量筒的总质量m2；④计算牛奶的密度．题型V 探究学习例9 一个自制的带挂盘的天平(不带砝码)，处于平衡，如图10—16所示．给你两个完全相同的10mL 的量筒，两只分别盛有待测液体和水的玻璃杯，一只滴管，写出利用这些器材测出待测液体密度的办法和最后表达式。

分析：有两只完全相同的量筒，待测液体和水的体积都能通过它来测定．水的密度又是已知量，只需用天平称出相等质量的待测液体和水，即可测算液体的密度。

答案：(1)将两只量筒放在天平的两个托盘上，分别加入水和待测液体，利用滴管进行调节，直到天平重新平衡；(2)记下重新平衡时，水的体积V 水和待测液体的体积V 液；(3)因为m 液=m 水，所以ρ液V 液＝ρ水V 水，ρ液＝液水V V ρ水。

例10 (2003·河南)某同学为测量“花花牛”牌牛奶的密度，用天平、玻璃杯、量筒等器材，设计了如下实验方案：A 、用天平称出玻璃杯的质量m1B 、将适量牛奶倒人杯中C 、用天平称出玻璃杯和牛奶的总质量m2D 、将杯中牛奶倒人量筒中，测出牛奶的体积VE 、计算牛奶的密度ρ＝(m2一m1)／V(1)你认为这个方案有什么缺点?(2)请你提出改进这个实验的办法．(3)图10—17为用天平测玻璃杯质量时所加砝码和游码位置情况．则玻璃杯的质量为 _______________________g ．分析：本题所考知识点为用天平和量筒测液体密度的方法．任何实验的完成都可能有多种方法，而实验总是有误差的，要减小实验误差，就要找到实验操作的最佳方案．题目中测量的是杯中牛奶的密度，将杯中牛奶倒入量筒中，玻璃杯壁上会沾上奶液，这时测出的牛奶体积会偏小，算出的牛奶密度会偏大，误差较大．解决这一问题的方法是先测体积，再测质量，即将实验步骤A 排在D 后面，这样测出的牛奶的密度比原来的更接近真实值．答案：(1)测牛奶的体积时有较大误差，有些奶沾在杯壁上．(2)将实验重新排序即可：BCDAE ．(3)33例11 (2003·安徽)“铅球是用纯铅制成的吗?”体育课后同学们提出了疑问．请你设计一种鉴别方法来探究这一问题．(假设铅球是实心的)(1)写出所需的实验器材；(2)简要写出相应的实验步骤．1．命题方向本节的重点是量筒的使用和物质密度的测定，因具体情况来设计合理的实验方案是难点．不要盲目照搬书本上的操作步骤，要充分发挥自己的创新能力，灵活处理问题．密度测定一直是中考的一个出题热点，常以填空题、实验题的形式出现．2．热点考题举例例 (2003·长沙)有两个外表涂有相同防护漆的立方体，已知其中一个是铁块，另一个是木块，你能在不损坏防护漆的前提下鉴别出它们吗?如能，请你说出两种鉴别方法． 分析：本题的答案是开放的，鉴别方法多种多样，不限器材，只要方法正确即可． 答案：(1)放在手里，感觉较重的为铁块，另一块则为木块。