质量

1.质量

定义：物理学中，物体所含物质的多少叫作质量，通常用字母m表示。

单位：千克(kg)，常用的比千克小的单位有克(g)、毫克(mg)，比千克大的单位有吨(t)。它们之间的关系是：1 t=1×103kg ，1 kg=1×103g ，1 g=1×103mg。

理解：质量的大小与物体所含物质的多少有关，与物体的形状、状态、位置、温度无关。

注意：航天员到月球上质量是不变的，因为所含物质的多少没变。

2.质量的测量

工具：天平是实验室测质量的常用工具。

说明：

(1)被测物体的质量不能超过天平的称量范围。

(2)要用镊子向天平加减砝码，不能用手接触砝码，不能把砝码弄湿、弄脏。

(3)潮湿的物体和化学药品不能直接放到天平的托盘中。

方法：放平、调平、称平;左物右码。

(1)把天平放在水平台上，把游码移到标尺左端的零刻度线处。

(2)调节横梁右端的平衡螺母，直到指针指在分度盘的中央，这时横梁平衡。

(3)把被测物体放在左盘，用镊子向右盘加减砝码并调节游码在标尺上的位置，直到横梁恢复平衡。这时盘中砝码的总质量加上游码所对应的刻度值，就等于被测物体的质量。

注意：

(1)移动平衡螺母和游码都可使横梁平衡，但平衡螺母是在调节时使用，游码是称量时使用，不能混淆。

(2)调节平衡螺母时用反向调节法，即指针偏右，平衡螺母向左调;指针偏左，平衡螺母向右调。

(3)游码示数为游码左边缘对准的刻度值。

密度

1.物质的质量与体积的关系

关系：同种物质的质量和体积成正比(比值相同)，不同物质的质量与体积的比值一般不同。

2.密度

定义：某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫作这种物质的密度，用字母ρ表示。

公式：ρ=m/V。

单位：基本单位是千克每立方米，符号是kg/m3,有时也用克每立方厘米，符号是g/cm3,它们的关系是：1g/cm3=1×103kg/m3。

说明：密度是物质的一种特性，与物质种类有关，不同物质的密度一般不同。密度与物质状态有关，与质量和体积无关，但数值上等于质量与体积的比值。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，表示的物理意义是：每一立方米水的质量为1000 kg。

3.密度的应用

求质量：利用m=ρV求质量(如质量大的纪念牌)。

求体积：利用V=m/ρ求体积(如不规则的石块)。

测量物质的密度

1.量筒的使用

认识：量筒主要是用来测液体的体积，在使用量筒之前，要观察它的单位、量程、分度值。

使用：读数时视线要与液面的凹面底部相平，测量不规则固体时要用排水法。

注意：量筒是玻璃器材，测密度大于水的固体的体积时，要用细线系住固体浸没在量筒的水中。

拓展：在水中漂浮的物体可用“沉锤法”和“针压法”;溶于水的物体可用配制饱和溶液法，或用不互溶液体(如油等)，或用面粉代替。

2.测量液体和固体的密度

测量液体：以盐水为例。

(1)用天平测出烧杯和盐水的质量m1;

(2)将烧杯中的盐水适量倒入量筒，记下量筒中盐水的体积V;

(3)用天平测出烧杯和剩余盐水质量m2;

(4)求得盐水的密度ρ=m/V=(m1-m2)/v。

测量固体：以蜡烛为例。

(1)用天平测量蜡烛的质量m;

(2)在量筒中倒入适量的水，记下体积为V1;

(3)将蜡烛用针压法浸没在量筒内的水中，测出量筒中水与蜡烛的总体积V2，测蜡烛的体积V=V2-V1;

(4)求得蜡烛的密度ρ=m/V=m/(V2-V1)。

说明：在测液体密度时不能先测空烧杯的质量，因为最后向量筒内倒液体时不能倒干净，这样会使体积测量值偏小，导致密度测量值偏大。

拓展：如果只有天平没有量筒来测密度时，我们可用“溢出法”或“记号法”，通过计算水的体积获得物体的体积，从而求密度。

密度与社会生活

1.密度与温度

规律：大多数物体在温度升高时，体积膨胀，密度变小;温度降低时，体积收缩，密度变大。

特例：水的反常膨胀：0-4℃的水热缩冷胀，即温度升高，体积缩小;4℃以上，热胀冷缩，所以，水在4℃时密度最大。

应用：气体受热膨胀后，因密度减小而上升，由于温度低的冷空气从四面八方流过来，从而形成风。冬天，水结冰时体积变大，可以利用“结冰法”来破裂岩石，冻豆腐中间的小孔也是“结冰法”产生的。

2.利用密度鉴别物质

方法：先测出物体的质量和体积，根据ρ=m/V计算出物质的密度，再查密度表可以知道物质的种类。

说明：利用密度鉴别物质不一定可靠，如一奖牌的密度和铜的密度相同，它也可能是由比铜密度大的物质和比铜密度小的物质混合而成。因此在鉴别时还要考虑其他特征，如颜色、气味、硬度等。

应用：利用密度既可以鉴别物体是什么物质组成，又可以鉴别物体是否空心。

3.新材料

应用：航空器材常用高强度、低密度的复合材料，产品包装常用密度小的泡沫塑料作填充物。

拓展：历史学家以人类对材料的利用作为一个时代的重要标志，把人类发展的过程划分为石器时代、青铜时代、铁器时代。

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