第十一章 多彩的物质世界

第十一章 多彩的物质世界
一、单元复习目的
1、知识与技能目标：
（1）知道宇宙是由物质组成的，物质是由分子和原子组成的。原子的结构。
（2）了解纳米科学技术及纳米材料的应用和发展前景。
（3）知道质量的初步概念及其单位。掌握天平的使用方法。
（4）理解密度的物理意义，能用密度公式进行简单计算，记住水的密度。
（5）尝试用密度知识解决简单的问题。能解释生活中一些与密度有关的物理现象。
（6）学会量筒的使用方法。一是用量筒测量液体体积的方法；二是用量筒测量不规则形状物体体积的方法。
2、过程与方法目标：
（1）会调节天平，会使用天平测质量。
（2）会用量筒、天平测固体和液体的密度。
3、情感、态度与价值观目标：培养学生对物理美的欣赏能力。
二、复习的重点和难点
重点：质量、天平的使用、密度的测定及应用。
难点：密度的概念。
三、知识梳理
     a、定义：物体所含物质的多少        
                            b、特点：不随形状、状态、位置而改变
c、单位：kg、g、mg
d、测量：天平、案称、杆称、台称、电子称
                              a、定义： 单位体积某种物质的质量      
b、特点： 密度是物质的一种特性
c、 公式：ρ=m/v
d、单位：kg /m3 、 g /cm3
                e、物理意义：
                a、构造：横梁、平衡螺母、指针、标尺、游码、分度盘
b、使用：
a、测固体质量
b、测液体质量
c、特殊测量
a、测固体密度
b、测液体密度

                    1、判断是什么物质，实、空心
                2、质量计算
3、体积计算
四、教学课时：三课时
第一课时
一、基础练习
1．物质存在有三种状态，这三种状态中分子间距最大的是    。
2． 银河系只是我们人类观测到的宇宙中数十亿个星系中的一个，但也异常巨大，要表示银河系的大小使用长度单位    最方便．
3．物质从液态变为固态时，体积变大还是变小?你能举出两种现象支持你的说法吗?
4．我们知道：“当物质从液态变为气态时，体积会显著增大”．请你从构成物质的分子在排列方式上的不同谈谈产生此现象的原因．
二、复习内容
1、物质:（1）组成：分子、原子
（2）原子结构：原子核、和外电子
（3）固、液、气宏观及微观特点
2、质量：
(1)、定义：物体所含物质的多少叫质量。
物体和物质是不同的概念。一切物体由物质构成；物体有质量物质有密度。
(2)、单位：国际单位制：主单位kg ，常用单位：t  g   mg
  对质量的感性认识：一枚大头针约80mg      一个苹果约 150g
一头大象约 6t          一只鸡约2kg 
(3)、质量的理解：固体的质量不随物体的形态、状态、位置、温度 而改变，所以质量是物体本身的一种属性。
(4)、测量：在测量物体质量时小质量的物体要用测多知少法。
⑴ 日常生活中常用的测量工具：案秤、台秤、杆秤，实验室常用的测量工具托盘天平，也可用弹簧测力计测出物重，再通过公式m=g/g计算出物体质量。
⑵ 托盘天平的使用方法：
①“看”：观察天平的称量以及游码在标尺上的分度值。
②“放”：把天平放在水平台上，把游码放在标尺左端的零刻度线处。
③“调”：调节天平横梁右端的平衡螺母使指针指在分度盘的中线处，这时横梁平衡。
④“称”：把被测物体放在左盘里，用镊子向右盘里加减砝码，并调节游码在标尺上的位置，直到横梁恢复平衡。
⑤“记”：被测物体的质量=盘中砝码总质量+游码在标尺上所对的刻度值
⑥注意事项：a 不能超过天平的称量  b 保持天平干燥、清洁。
⑶ 方法：a、直接测量：固体的质量b、特殊测量：液体的质量、微小质量。
【质量的测量】
（1）直接测量质量：对于干燥的、颗粒状的且没有腐蚀性的固体，可直接测量。如：铁、铜、木、蜡块等。
（2）间接测量质量：对于潮湿的物体（包括固体、液体等）、粉末状的固体粉末以及有腐蚀性的物体，应借助容器或有关器皿进行间接称量。具体步骤：① 先测量m器 。② 再测量m总。③ 求m待。测量次序能倒过来吗？原因：如果先将液体倒入容器测m总，再将液体倒出测容器质量梳，由于容器中必然会有残余液滴即液体质量的一小部分留在容器内，所以这样测量误差较大。
【天平使用时的注意事项】
   1、 不能超出天平的秤量。 (天平能够称的最大质量叫天平的最大秤量)
   2 、砝码要用镊子夹取，并轻拿轻放。
   3、 天平要保持干燥清洁。
   4 、不要把潮湿的物体或化学药品直接放在天平盘内
   5 、不要把砝码弄脏弄湿，以免锈蚀。
3、体积
测体积——量筒（量杯）
⑴用途：测量液体体积（间接地可测固体体积）。
⑵使用方法：
“看”：单位：毫升（ml）=厘米3 ( cm3 ) 量程、分度值。
“放”：放在水平台上。
“读”：量筒里地水面是凹形的，读数时，视线要和凹面的底部相平。
⑶体积的测量方法：a：对于有规则的几何形状外形的固体，可按照其几何模型的体积公式测出有关量求出其体积。b：对于没有一定几何形状的物体，可设法把物体完全浸入某种液体中，得出其体积变化，则该体积变化就是该物体的体积。（排水法求体积，指不溶于液体或不发生化学反应，注意处理气泡、物体孔隙、化学反应、溶解等现象的问题）ρ物 ρ液 可完全浸入；ρ物<ρ液 漂浮.（悬锤法、针压法）；
c：测质量算体积。
三、复习过程
例1： （钦州市XX）在用天平和量筒测量形状不规则石块密度的实验中，有如下操作或步骤，其中错误的是
a.将天平标尺上的游码移至右端，在调节天平的横梁平衡
b.用天平称出石块的质量m
c.用细线系着石块放入盛有水的量筒中，测出石块的体积v
d.用公式p=m/v算出石块的密度
例2： （XX年桂林市）用已调节好的托盘天平测量铜块的质量，当
天平平衡时，右盘中砝码有50g、20g、10g各1个，游码的位置如图5所示，则该铜块的质
量是　　　　　g。若把上述实验移到山顶上进行，测得的该铜块的质量将　　　　　(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
例3 用已经调节好的天平称某物体的质量。天平指针
位于分度盘中央位置时，右盘内的砝码及游码的位置
如图2所示，该物体的质量为（    ）
  a. 58.2克 b. 57.3克        
c 58.8克 d. 58.4克
分析与解：被测物体的质量等于盘内砝码质量与游码所对应刻度值之和。盘内砝码质量为50g 5g 2g－57g。确定游码指示的刻度值要弄清两点：其一游码标尺上每一刻度的单位以及游码在标尺上的位置，其二，观察游码所指示的刻度值应当看其从0到游码左端所对准的数。从图中可见：此题游码标尺上的每一小格表示为0.2克，游码左端与1.4对准，则该物体质量为57g 1.4克=58.4克，选项d正确。
点评：读游码示数时，一要弄清最小刻度值，二要看游码的左边线位置，切记不要读游码右边的标尺数，这是初学者常犯的错误。
四、堂上练习
1、(吉林省XX年)以下物体质量最接近50g的是  （    ）
a 一枚大头针      b 一个鸡蛋     c 一个西瓜     d 一只羊
2、(广东省XX年)如图13所示，在水平桌面上使用天平时发现横梁有点向右倾斜，要将它调到平衡状态，请写出必须进行的步骤是：                                                      
                                                                                                   
3、(芜湖市XX)在使用托盘天平测物体质量的实验中：
⑴将天平放在水平桌面上，游码移至称量标尺左端的“0”刻度线上后，若发现天平指针在分度标尺中央两侧摆动，摆动幅度如图11甲所示，则可判定下一步应该进行的操作是：
                                                                          。
⑵实验中，当天平右盘内所加砝码和游码的位置如图11乙所示时，天平恰好平衡，则被测物体的质量是                 g。
4、（广州市XX年）（6分）（1）图 17中，天平（已处于平衡状态）测出物体的质量是＿　　　　g，
图18中量筒中液体的体积　　　＿ml，

五、教学反思

第二课时
一、基础练习
1，___________________________________叫质量；质量不随物体的_______、_________、_________、_________的改变而改变，是物体本身的__________。
2，在国际单位制中，质量的主单位是________，符号是______。常用的质量的单位有______、________、________。
1，2吨=________千克=_____________克=___________毫克。
3．下面的几个数值是对同学的身体质量的估计，你认为哪个比较接近（    ）
a，8.5 103克；    b，3 102千克；   c，1 10-2吨；   d，5 107毫克。
4．一物体在地球上的质量为20千克，把这个物体搬到月球上，那么它的质量为（   ）
a，大于20千克； b，小于20千克； c，等于20千克；d，无法确定。
二、复习内容
1、密度：
（1）、定义：单位体积的某种物质的质量叫做这种物质的密度。
（2）、公式：             变形

（3）、单位：国际单位制：主单位kg/m3，常用单位g/cm3。
这两个单位比较：g/cm3单位大。
单位换算关系：1g/cm3=103kg/m3   1kg/m3=10-3g/cm3
水的密度为1.0 103kg/m3，读作1.0 103千克每立方米，它表示物理意义是：1立方米的水的质量为1.0 103千克。
（4）、理解密度公式
 ⑴同种材料，同种物质，ρ不变，m与 v成正比；即
物体的密度ρ与物体的质量、体积、形状无关，但与质量和体积的比值有关；密度随温度、压强、状态等改变而改变，不同物质密度一般不同，所以密度是物质的一种特性。
⑵质量相同的不同物质，密度ρ与体积成反比。即
⑶体积相同的不同物质密度ρ与质量成正比。
（5）、图象：                  
                            
                                     左图所示：ρ甲>ρ乙
（6）、密度表揭示了大部分常用物质的密度。
① 气体的密度比固体和液体的密度小1000倍左右。
② 不同物质的密度一般不同，这说明密度是每种物质自身的特征。不随物体的大小、轻重等因素变化。
③ 同种物质的状态发生变化的时候，它的密度也将发生变化。例如：水凝固成冰。
④ 不同物质的密度也有相同的情况。例如：冰和蜡；煤油和酒精。但是这并不影响鉴别物质，因为密度虽然是物质的特性，但不是唯一的特性。
⑤ 对密度，并不能认为固体的密度一定比液体的密度大。例如：液体水银的密度就大于固体铜、铁、铝等密度。
2、关于质量和密度两个概念的区别
    质量是物体的属性，而密度是物质的特性。如一瓶汽油用去一半，剩下一半的质量只是原来的二分之一，但密度却不变。一个物体的质量不随环境温度变化，但密度却随温度变化，如一瓶水，温度从o 升到4 ，体积变小，质量不变，密度要变大，由4 升到100 ，体积变大，质量不变，密度变小，故4 的水密度最大。
一个物体的状态发生变化时，质量不变，因为体积要发生变化，所以密度要发生变化，如一块冰化成水后，密度由o．9 1护kg／m3变成1．o 103kg／m3，但质量不发生变化，所以体积要变小。
3、密度的计算和应用
利用密度知识解答计算题一定要认真审题，弄清题中哪些量是已知的，所求的物理量与已知的物理量之间的关系，当题目中出现多个未知量时，最好列方程组求解，并注意单位的统一。
三、复习过程
例1（攀枝花市XX年）三个相同的杯子中装有部分水，把质量相同的实心铜块、铁块、铝块依次放入甲、乙、丙三个杯中，水面恰好相平，则原来装水最多的杯子是（p铜 p铁 p铝）(     )
     a．甲杯     b．乙杯     c．丙杯     d．原来装水一样多
例2. (衡阳市XX年)伊利牌盒装牛奶的体积是2．5 x 10-4m3，若测得该盒牛奶的质量是o．3kg，则该牛奶的密度为          kg/m3。喝掉一半后，牛奶的密度将       (选填“变大”“变小”或“不变”)
例3 (徐州市XX年)为了判断一件实心金属模型是由哪种材料制成的，小玫用天平和量筒进行了测量，结果如图4所示，模型的质量是＿＿＿g，体积是＿＿＿＿cm3。它可能是＿＿＿＿制成的.

例4 (湖北襄樊XX)小可妈买了一箱牛奶，放在水平地板上，箱与地板的接触面积是0.025m2，箱和牛奶的总质量是5kg,箱中每一小袋牛奶的包装上标有“净含量220ml、231g”字样(g取10n/kg)。
求①这种牛奶的密度是多少g/cm3.
例5 （白银市XX）一个能装满500g水的瓶子，能装满多少g的酒精？
四、堂上练习
1、为探究物质的某种特性，某同学测得四组数据如下表，
 质量/ g 体积/cm3 质量/体积（g /cm3）
铝块1 54 20 2．7
铝块2 108 40 2．7
松木1 108 216 0．5
松木2 10 20 
（1）将上表填完整
（2）比较1、2两次数据，可得到的结论是：同种物质，它的质量与它的体积成_______
（3）比较2、3两次数据，可得到的结论是：质量相同的不同物质，它们的体积是_______
（4）比较1、4两次数据，可得到的结论是：__________________________
2、镇江市XX）现代宇宙学告诉我们，恒星在演变过程中，会形成密度很大的天体，如白矮星、中子星或黑洞．据推测，1cm3中子星物质的质量是1.5 109t，则中子星的密度约（   ）
a．1.5 1012kg／m3        b．1.5 1015 kg／m3     
c．1.5 1018 kg／m3          d．1.5 1021 kg／m3
3、（XX年桂林市）下列说法中正确的是（　　　）
a．液体密度一定比固体密度小　　  b．一种物质的密度不会随物态变化而改变
c．物质的密度与体积的大小无关　  d．纯水的密度与盐水的密度相同
4．（XX年玉林市、防城港市）把质量为lkg的冰块放在烧杯里，熔化成水后，没有改变的是它的
    a体积    b质量    c密度    d内能
五、教学反思

第三课时
一、复习重点
测量密度的基本原理及用特殊方法测量密度
二、复习内容
1、密度有四个方面的应用：
（1）根据密度鉴别物质。          （2）根据密度要求选择材料。
（3）计算不便直接测量的物体的质量。（4）计算不便直接测量的物体的体积。
2、物质的密度可以用实验测定。
原理：ρ=m/v
用天平称出物体的质量，对于形状不规则的物体，可利用量筒和水测出它的体积，对于液体，可用量筒直接测它的体积，利用密度公式即可算出组成该物体的物质密度。

说明：在测不规则固体体积时，采用排液法测量，这里采用了一种科学方法等效代替法。
（1）测固体的密度
㈠、测密度大于水的固体的密度。
其实验步骤是：①调节天平，用天平测出被测物体的质量m。②先在量筒中倒入体积为__________的水，再将用细线拴牢的固体浸没水中，读出这时的总体积_________，那么固体的体积____________（该方法称之为排液法）。③用公式______________计算出物质密度。④若要知道该物质是由什么材料构成的，可查密度表与标准值对照即可。
㈡、测密度小于水的固体的密度（如木块，蜡块等）。
实验步骤如下：①调节天平测物体的质量。②用沉锤法测出它的体积。具体做法是：在量筒内盛有一定量的水，放入铁块如图1a所示，记下水面达到的刻度线____________，再将物体和铁块一起沉入水中，记下此时水面达到的刻度位置____________，如图1b所示，则_____________，③用公式_________________计算出被测物质的密度。
（2）测液体的密度
㈠ 原理：ρ=m/v
㈡实验步骤如下：①用天平测液体和烧杯的总质量m1 ；②把烧杯中的液体倒入量筒中一部分，读出量筒内液体的体积v；③称出烧杯和杯中剩余液体的质量m2 ；④锝出液体的密度ρ=（m1-m2）/ v
3、密度的应用：
⑴鉴别物质：密度是物质的特性之一，不同物质密度一般不同，可用密度鉴别物质。（ρ=m/v）
⑵求质量：由于条件限制，有些物体体积容易测量但不便测量质量用公式
m=ρv算出它的质量。
⑶求体积：由于条件限制，有些物体质量容易测量但不便测量体积用公式v=m/ρ算出它的体积。
⑷判断空心、实心问题（三种比较法）。
⑸测量物体中所含各种物质的成分（列方程求解）。
⑹要学会查密度表及其意义，并要记住常见物质的密度。
⑺根据需要，可对不同密度的材料进行选择，同时也可以人为地制造出所需的密度。
三、复习过程
提问：测量密度根据什么原理？—— 
提问：会选用以下那些器材测量密度？
   天平——质量，弹簧称——重力，量筒和水——体积，密度计——密度
密度的几种特殊测量：
例1  （临沂市XX年）张磊同学在河边拣到一精美的小石块，想粗略知道小石块的密度，于是他从学校借来一架天平，用纸杯改装了一只溢水杯，再借助于水，就巧妙地估测出了小石块的密度。请你也用这些器材设计估测小石块密度的实验方案，并得出和实验方案相一致的密度表达式。
例2  (陕西理化) (每空1分，共6分)老师鼓励小明在缺少砝码的条件下测出大理石密度。现有器材：天平、量筒、两个完全相同的烧杯、水、一小块大理
石、细线和滴管等。小明稍加思考，决定用以下方法进行实验：
(1)实验过程:
    ①将天平放在水平台上，游码拨至          ，调节        使天平平衡。
②在天平左右两盘各放一只烧杯，将大理石放在左盘的烧杯里，在右盘的烧杯中加水，快平衡时用滴管调节水的多少，直至天平平衡(如图一1).
    ③将烧杯中的水倒入量筒中(液面位置如图一2，读出体积并记录，
    ④用量筒和水测得大理石的体积为20cm3
    (2)收集与处理实验数据：请你将实验数据填入下表并计算.
 
例3  （广州市XX年）
    （2）下表是两位同学测量水的密度时不同的实验操作过程，哪位同学的实验误差会相对
较小？简要说明理由．

小芳的实验过程 小明的实验过程
①用天平测出装了适量水的烧杯的总质量m 1
②把烧杯中的水倒入量筒
②用天平测出倒水后烧杯的质量m 2
④求出倒入量筒中水的质量m m 1－m 2
⑤记下量筒中水的体积v
⑥根据公式求出水的密度 ①用天平测出干燥的空烧杯的质量m 1
②把适量的水倒入烧杯
③用天平测出装了水的烧杯总质量m 2
④求出烧杯中水的质量m m 2－m 1
⑤把烧杯中的水倒入量简
⑥记下量筒中水的体积v
⑦根据公式求出水的密度
四、堂上练习 
1、（福建省厦门市XX年）小东同学在测定盐水密度的实验中，其方法和步骤完全正确，如图14甲显示的是
他将烧杯中的部分盐水倒入量筒后，天平重新平衡时的情景，乙显示的是倒入盐水后量筒的读数。
（1）根据图中相关数据帮小东将下表填写完整。

（1） 另一位同学的实验方法是：先测出空烧杯质量，并
在量筒中倒入盐水，测出盐水的体积，再把量筒内盐水全
部倒入烧杯，测出烧杯和盐水的总质量，然后计算盐水的
密度，用这种方法测出盐水的密度ρ＇与小东测出盐水的
密度ρ相比较，则ρ＇___ρ（选填“ ”、“ ”或“ ”）
2、（泰安市XX）在一次地理实践活动中，小明在河边
发现了一小块不知名的固体矿石，他身边有下列器材：量筒，小厚底玻璃杯（直径小于量筒）。小明把空玻璃杯放在水面上时发现玻璃杯能直立漂浮在水面上，当他把小矿石放在玻璃杯中时玻璃杯仍能直立漂浮在水面上。小明利用以上器材测量出了小矿石的密度。
(1)请你写出小明实验测量的步骤并用字母表示测得的物理量：
(2) 矿石密度表达式（用测得的物理量和已知量表示）：ρ矿石=                 。
3、（XX年福州市）有两个大小相同、外表涂有相同防护漆的实心立方体，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?请你写出两种鉴别方法。
    方法一：                        ；方法二：                        。
五、教学反思