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中学科学章节精选辅导：质量与密度

引言

“质量与密度”是中学科学中的核心概念，它们不仅是理解物质世界的基础，也是解决许多实际问题的关键工具。从辨别物质的真伪到计算物体的体积，从解释生活中的物理现象到参与工程设计，质量与密度的应用无处不在。本章将带你深入理解这两个概念的内涵，掌握测量方法，并学会运用它们解决实际问题。

一、核心概念解析

1.1质量(m)

定义：物体所含物质的多少叫做质量。它是物体本身的一种基本属性，不随物体的形状、状态、温度和地理位置的改变而改变。例如，一块冰融化成水，其状态改变，但质量不变；将一块橡皮泥捏成不同形状，其质量也不变。

单位：在国际单位制中，质量的基本单位是千克(kg)。常用的单位还有克(g)、毫克(mg)和吨(t)。它们之间的换算关系为：

1吨=1000千克(1t=1000kg)

1千克=1000克(1kg=1000g)

1克=1000毫克(1g=1000mg)

测量工具：实验室中常用托盘天平测量物体的质量。生活中常见的测量工具还有电子秤、台秤、杆秤等。

托盘天平的使用方法：

*放置：将天平放在水平台上。

*调节：将游码移至标尺左端的零刻度线处，调节横梁两端的平衡螺母，使指针指在分度盘的中央刻度线处（或指针左右摆动幅度相等），此时天平平衡。

*称量：将被测物体放在左盘，用镊子向右盘加减砝码（从大到小），并调节游码在标尺上的位置，直到横梁恢复平衡。

*读数：物体的质量等于右盘中砝码的总质量加上游码在标尺上所对的刻度值。

*注意事项：

*称量前要估计被测物体的质量，不能超过天平的最大称量（量程）。

*向盘中加减砝码时要用镊子，不能用手直接接触砝码，不能把砝码弄湿、弄脏。

*潮湿的物体和化学药品不能直接放在天平的托盘中。

1.2密度(ρ)

定义：某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的密度。密度是物质的一种特性，它反映了单位体积的某种物质的质量大小。

公式：密度=质量/体积，即ρ=m/V

其中，ρ表示密度，m表示质量，V表示体积。

单位：在国际单位制中，密度的单位是千克每立方米(kg/m3)。常用的单位还有克每立方厘米(g/cm3)。

单位换算：1g/cm3=1000kg/m3(或1kg/m3=1×10?3g/cm3)。例如，水的密度是1g/cm3，也等于1000kg/m3。

理解密度的特性：

*同种物质，在一定状态下密度是一个定值。它不随质量或体积的改变而改变。例如，一杯水和一桶水，它们的密度是相同的。

*不同物质，密度一般不同。这是我们鉴别不同物质的重要依据之一。例如，铁和铝的密度不同，相同体积的铁块和铝块，铁块的质量更大。

*物质的密度会随温度、状态等因素变化。例如，水结成冰，密度变小；大多数物质受热膨胀，密度变小。

二、密度的测量

测量物质的密度，其实质是分别测量物体的质量和体积，然后根据密度公式ρ=m/V计算得出。

2.1实验原理：ρ=m/V

2.2实验器材：

*天平（及砝码）：用于测量物体的质量。

*量筒（或量杯）：用于测量液体体积或不规则固体的体积。

*被测物体：固体（如石块）、液体（如盐水）。

*辅助器材：细线（用于系住固体）、烧杯等。

2.3测量固体（以石块为例）的密度步骤：

1.测质量(m)：用调好的天平测出石块的质量，并记录。

2.测体积(V)：

*在量筒中倒入适量的水，记录此时水的体积V?（“适量”是指既能淹没石块，又不会在放入石块后水面超过量筒的最大刻度）。

*用细线系住石块，轻轻将其浸没在量筒的水中，记录此时水和石块的总体积V?。

*石块的体积V=V?-V?。

3.计算密度：根据公式ρ=m/V计算出石块的密度。

2.4测量液体（以盐水为例）的密度步骤：

1.测总质量(m?)：用天平测出烧杯和杯中盐水的总质量m?，并记录。

2.倒出部分液体并测体积(V)：将烧杯中的部分盐水倒入量筒中，读出量筒中盐水的体积V，并记录。

3.测剩余质量(m?)：用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量m?，并记录。

4.计算密度：量筒中盐水的质量m=m?-m?，根据公式ρ=m/V计算出盐水的密度。

*思考：为什么不先测空烧杯质量，再测烧杯和盐水总质量，然后将盐水全部倒入量筒测体积？

*原因：因为烧杯壁上会残留一部分盐水，导致倒入量筒中的盐水体积偏小，从而计算出的密度偏大。采用“剩余法”可以减小这一误差。

2.5注意事项与