6.3 測量物質(zhì)的密度 （導(dǎo)學(xué)案）【教師版】- 人教版八年級上冊

人教版八年級（上冊）第六章質(zhì)量與密度第3節(jié)測量物質(zhì)的密度（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.會用量筒測量液體的體積、固體的體積，并利用天平和量筒測量不同形狀固體和液體的密度，體會等量替換的方法。2.會利用物理公式間接地測定某個物理量，進(jìn)一步鞏固密度的概念。 3.在測量固體和液體密度的過程中，熟悉天平、量筒的使用技能，規(guī)范實驗操作步驟，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度?！緦W(xué)習(xí)重點】會用天平和量筒測固體和液體的密度【學(xué)習(xí)難點】用量筒測液體和不規(guī)則物體的體積?！咀灾黝A(yù)習(xí)】閱讀教材，完成以下問題：1.量筒的作用：用來測定液體的體積，也可以利用排水法間接測定小固體的體積.2.量筒的使用：把量筒放在水平面上，使用前應(yīng)看清量筒的量程及分度值；讀數(shù)時，視線應(yīng)與凹形液面底部（如水面）或筒內(nèi)液體的凸形液面頂部（如水銀面）相平。3.測量物質(zhì)密度的實驗原理是ρ=m/V；需要測量其中的物理量分別是質(zhì)量和體積，測量質(zhì)量需要的儀器是天平，測量體積所需要的儀器是刻度尺或量筒.4.測液體的密度時，要先用天平稱出燒杯和被測液體的總質(zhì)量m1，將燒杯中被測液體倒入量筒中一部分，測出體積V，再用天平稱出剩余液體和燒杯的質(zhì)量m2，則液體密度的表示式為ρ=(m1-m2)/V，這種測量方法可以減小實驗誤差.5.測量形狀不規(guī)則的固體的密度時，要先用天平測出固體的質(zhì)量m，往量筒中倒入適量的水，記下量筒中水的示數(shù)為V1；用細(xì)線拴住待測的物體（密度大于水），將物體輕輕地放入水中，記下量筒的示數(shù)為V2。則物塊密度的表示式為ρ=m/(V2-V1).【合作探究】探究一、量筒的使用1.量筒的單位、量程與分度值【觀察量筒，回答問題】①量筒的作用是什么？②如圖1所示，量筒的單位是什么？量程和分度值個多大？【小結(jié)】①量筒的作用：測量液體體積（或形狀不規(guī)則的固體的體積）。②量筒的單位、量程和分度值：（a）單位：量筒是以毫升（mL）為單位標(biāo)度，1mL=1cm3；（b）如圖1所示的量筒：量程是0～100mL，分度值為1mL；（c）結(jié)構(gòu)特點：量筒上下同粗，刻度均勻，高、細(xì)（可以使體積變化明顯，刻度精確）。2.量筒的讀數(shù)方法①讀數(shù)時，量筒一定要放在水平臺上；②讀數(shù)時視線要與液面相平。如圖甲所示，若俯視，讀數(shù)會偏大，若仰視，讀數(shù)會偏小。③如圖2乙所示：若液面（例如水面）為凹形，視線要與凹液面的最低處保持水平；若液面（例如水銀面）為凸形，視線應(yīng)與凸形液面的最高處相平。圖1圖1量筒圖2量筒的讀數(shù)3.用量筒測量體積【實驗】【想想議議】小石塊的形狀不規(guī)則，用刻度尺無法測出其體積。怎樣用量筒測量小石塊的體積？②測出小石塊體積：利用排水法進(jìn)行測量。（b）將待測小石塊用細(xì)線拴住，輕輕地于量筒內(nèi)的水中；（c）正確讀出水面上升后的V2（圖乙）；（d）計算被測石塊的體積V＝V2－V1?！咀鲆蛔觥恳晃煌瑢W(xué)要用量筒測量一塊不規(guī)則小石塊的體積，并擬定了如下實驗步驟：A．用細(xì)線系住石塊，慢慢放入量筒中；B．將石塊浸沒水中后，讀出體積示數(shù)V2；C．向量筒中裝入適量的水V1；D．計算石塊的體積V石＝____________；（1）這位同學(xué)應(yīng)采用的正確步驟是__________；(填序號)（2）步驟C中“適量”意思是指：①石塊放入后，量筒中的水上升高度不超出量筒的量程。②石塊放入后水能浸沒石塊。【答案】V2－V1；CABD；浸沒。探究二、測量鹽水的密度1．實驗原理：ρ=m/V2．實驗器材：天平（帶砝碼）、量筒、燒杯、鹽水?！驹O(shè)計實驗】方案一：①用天平測量出空燒杯的質(zhì)量m。②向燒杯中倒入一部分鹽水，測量燒杯和鹽水的總質(zhì)量m1。③將燒杯中的鹽水全部倒入量筒中，讀出示數(shù)為V。④根據(jù)公式計算鹽水的密度ρ=（m1-m）/V【誤差分析】燒杯里的鹽水能不能倒干凈?如果倒不干凈會給測量結(jié)果帶來怎樣的影響?那么要消除這種影響，實驗需要如何改進(jìn)?【結(jié)論】由于燒杯內(nèi)壁會殘留鹽水，導(dǎo)致體積V偏小，密度ρ偏大?！鞠胍幌搿坑袥]有更好的實驗方案呢？方案二：①在燒杯中倒入適量的鹽水，測量燒杯和鹽水的總質(zhì)量m1。②將燒杯里面的鹽水倒一部分到量筒里，讀出量筒內(nèi)鹽水的體積V。③測量燒杯和剩余鹽水的總質(zhì)量m2。④根據(jù)公式計算鹽水的密度ρ=（m1-m2）/V利用方案二進(jìn)行實驗。實驗數(shù)據(jù)記錄表格：【提示】量筒是測量液體體積的工具，不能（能/不能）放在天平上測量質(zhì)量。探究三、測量小石塊的密度1．實驗原理：：ρ=m/V2．實驗器材：天平、量筒、小石塊、細(xì)線、水【設(shè)計實驗】方案一：先測體積，再測質(zhì)量。①在量筒放入適量水（目的是浸沒石塊后，水面不超過量程），讀取水的體積V1；②用細(xì)線系住小石塊（目的是防止小石塊打破量筒底部），慢慢放入量筒水中，讀出總體積V2；③取出小石塊，測出小石塊質(zhì)量m。④根據(jù)公式計算鹽水的密度ρ=m/（V2-V1）【誤差分析】先測完體積后，小石塊表面沾有水，再測質(zhì)量時，m偏大，ρ偏大?！鞠胍幌搿坑袥]有更好的實驗方案呢？方案二：①用天平測量出小石塊的質(zhì)量m。②在量筒中放入適量的水，讀出量筒中水的體積為V1。③用細(xì)線吊著小石塊浸沒到量筒的水中，讀出小石塊和水的總體積為V2。④小石塊的體積為V=V2-V1。⑤利用公式計算小石塊的密度為ρ=m/（V2-V1）【誤差分析】先測質(zhì)量，再測體積時，可以減小誤差，所以應(yīng)該選擇方案二。實驗記錄表格：【做一做】小明所在的課外興趣小組需要密度為1.20g/cm3的鹽水，為檢驗配制的鹽水是否合格，小明設(shè)計了如下方案。①往燒杯中倒入適量鹽水，測出燒杯和鹽水的總質(zhì)量為____g（如圖甲所示）；②將燒杯中的部分鹽水倒入量筒中，讀出鹽水的體積為______mL（如圖乙所示）；③測出燒杯和剩余鹽水的質(zhì)量為15g；④計算出鹽水的密度為______g/cm3?！敬鸢浮竣?9.8；②40；④1.12?！窘馕觥竣贌望}水的總質(zhì)量為50g+5g+4.8g=59.8g；②鹽水的體積為40mL；③測出燒杯和剩余鹽水的質(zhì)量為15g；④鹽水的質(zhì)量為m＝59.8g-15g=44.8g計算出鹽水的密度為ρ=m/V＝44.8g/40cm3=1.12g/cm3。探究四、測定密度比水小的物塊（石蠟）的密度【想一想】有些物體的密度比水小，放入水中不會沉底（例如小木塊、石蠟、泡沫塑料等），怎樣測量它們的密度呢？要測量它們的密度，關(guān)鍵還是測量它們的體積，如何測量它的體積呢？1．懸垂法（助沉法）測體積（密度）。實驗器材：天平、量筒、水、金屬塊、石蠟實驗步驟：①用天平稱出石蠟塊的質(zhì)量m；②在量筒中倒入適量的水，在細(xì)線上系上石蠟和金屬塊，先把金屬塊沉入水中測出金屬塊和水的總體積V1(如圖3所示）；③把上面石蠟也沉入水中，測出水、金屬塊、石蠟的總體積V2，兩次讀數(shù)之差就是石蠟的體積V＝V2－V1；④根據(jù)公式求出石蠟密度ρ=m/（V2-V1）。注意：對于浸在水中易溶化或吸水的物質(zhì),可在外面涂保護(hù)膜.圖3圖4圖5溢水杯測量體積2．壓入法測體積（密度）。實驗器材：天平、量筒、水、細(xì)鐵絲、石蠟。實驗步驟：①用天平稱出石蠟塊質(zhì)量m；②在量筒中倒入適量的水，記下水的體積V1（圖4甲所示）；③把石蠟放入量筒水里，用一根細(xì)鐵絲把石蠟壓入水中，記下這時量筒中水面達(dá)到的刻度值V2（圖4乙圖所示），兩次讀數(shù)之差即石蠟的體積V＝V2－V1；④根據(jù)公式求出石蠟密度ρ=m/（V2-V1）。3.對于形狀不規(guī)則的體積較大（量筒不能直接測量）的物體?？捎靡缢瓬y量物體的體積（如圖5）。探究五、無量筒測密度【想一想】若手頭沒有量筒，你能否測量出形狀規(guī)則的物體的體積，從而測出物體的密度？1.測形狀規(guī)則的固體的密度①用天平測出質(zhì)量m；②刻度尺測量規(guī)則的邊長，并用體積公式算出體積V；長方體V=abc；正方體V=a3；圓柱體V=πr2③根據(jù)ρ=m/V可以計算被測固體的密度?！鞠胍幌搿咳羰诸^沒有量筒，你能否測量出小石塊的密度？2．測形狀不規(guī)則的物體的密度（測小石塊密度）①實驗器材：天平、小燒杯、水、小石塊、橡皮筋（或記號筆）②實驗步驟（如圖所示）：（a）在燒杯中放入適量的水，用細(xì)線拴住小石塊，將小石塊浸沒水中，在水面到達(dá)的位置上作標(biāo)記，用天平測出水、小石塊和燒杯的總質(zhì)量m1.（b）將小石塊從水中取出，用天平測出水和燒杯的總質(zhì)量m2.（c）向燒杯中加水到標(biāo)記處，再用天平測出此時水和燒杯的總質(zhì)量m3.mm1m2m3③數(shù)據(jù)處理：小石塊的質(zhì)量m石=m1－m2向燒杯中加水到標(biāo)記處，所加的水的體積等于小石子體積，則所加水的質(zhì)量為m水=m3－m2所加水的體積：V加水＝EQ\F(m水,ρ水)=EQ\F(（m3-m2）,ρ水)小石塊的體積：V石＝V加水=EQ\F(（m3-m2）,ρ水)小石子密度的表達(dá)式：ρ石=EQ\F(m石,V石)=EQ\F(m1－m2,m3－m2)ρ水A、用天平測出銅塊的質(zhì)量m1=89g。B、在燒杯內(nèi)倒入適量的液體，用天平測出液體和燒杯的總質(zhì)量m2=52g，用細(xì)線拴住銅塊，將它緩慢浸沒在燒杯的液體中（液體沒溢出），并在液面處標(biāo)上記號A，然后取出銅塊。C、______。（請你寫出這一步的操作方法）D、用天平測出此時燒杯內(nèi)液體和燒杯的總質(zhì)量m3=63g。求：（1）則銅塊的體積為多少cm3？______（2）液體的密度為多少g/cm3？______【答案】將液體倒入燒杯中至標(biāo)記A處；（1）10；（2）1.1.【解析】銅塊浸沒在燒杯的液體中，排開液體的體積等于銅塊的體積，并在液面處標(biāo)上記號A，然后取出銅塊。將液體倒入燒杯中至標(biāo)記A處，加入的液體的體積等于銅塊的體積。（1）銅塊的體積V銅=m銅／ρ銅=89g/（8.9g/cm3）=10cm3（2）加入液體的體積V液=V銅=10cm3加入液體的質(zhì)量m液=m2-m1=63g-52g=11g液體的密度ρ=m/V=11g/10cm3=1.1g/cm3【精講點撥】1.對比測量鹽水密度的兩個實驗方案方案一：①用天平測量出空燒杯的質(zhì)量m。②向燒杯中倒入一部分鹽水，測量燒杯和鹽水的總質(zhì)量m1。③將燒杯中的鹽水全部倒入量筒中，讀出示數(shù)為V。④根據(jù)公式計算鹽水的密度ρ=（m1-m）/V方案二：①在燒杯中倒入適量的鹽水，測量燒杯和鹽水的總質(zhì)量m1。②將燒杯里面的鹽水倒一部分到量筒里，讀出量筒內(nèi)鹽水的體積V。③測量燒杯和剩余鹽水的總質(zhì)量m2。④根據(jù)公式計算鹽水的密度ρ=（m1-m2）/V在實驗中，我們選用了第2個方案，可以使誤差小一些，但是這兩個方案都是正確的，不能講方案一是錯誤的。2．測量體積的一些特殊方法①懸垂法（助沉法）測體積：如圖6所示，即用細(xì)線將一個重的物體（鐵塊、小石子等）系在蠟塊下面。圖6圖7圖8溢水杯測量體積②壓入法測體積：如圖7所示，用一根細(xì)而長的鐵絲將蠟塊壓入水中。蠟塊投進(jìn)量筒和壓入水中后量筒中水面所對的刻度的差值就是蠟塊的體積。③如圖8所示，對于形狀不規(guī)則的體積大較大，不能直接放入量筒的物體，可用“溢杯法”測量排開水的體積.【歸納整理】1.1.實驗原理：ρ＝m/V測量物質(zhì)的密度①在燒杯中倒入鹽水，用天平測量燒杯和鹽水的總質(zhì)量m1②將燒杯中的鹽水倒入量筒中一部分，用天平測量燒杯和剩余鹽水的總質(zhì)量m2③記錄倒入量筒中的一部分鹽水的體積V④鹽水的密度ρ=（m1-m2）/V3.測量液體的密度4.測量固體的密度①用調(diào)節(jié)好的天平測量石塊的質(zhì)量m②在量筒中倒入適量的水，記錄水的體積V1③用細(xì)線拴好石塊，浸沒在量筒的水中，記錄水面到達(dá)的刻度V2④石塊的密度ρ=m/（V2-V1）天平：①調(diào)平衡；②“左物右碼”再平衡；③示數(shù)=砝碼+游碼數(shù)量筒的使用：認(rèn)清量程、分度值；讀數(shù)時，視線與液面相平2.實驗器材：【課堂練習(xí)】1.如圖所示的儀器名稱叫做_________，它的量程為_____________，最小分度值為_________，所測量固體的體積為_________?！敬鸢浮苛客玻?～50ml，2ml，20。【解析】這是量筒，它的量程為0～50ml，最分度值為2ml，所測量固體的體積為V2－V1=45cm3-25cm3=20cm3。讀數(shù)時，視線要與液體凹液面的底部保持水平。2．在“測定小石塊的密度”實驗中，實驗原理是：___________，需要測量這種物質(zhì)的和體積，測量器材是：____________；本實驗需要用不同體積的這種物質(zhì)進(jìn)行多次測量，其目的是為了(選填字母“A：得到普遍規(guī)律”或“B：求平均值減小誤差”)。【答案】ρ=m/V；質(zhì)量；天平和量筒；B?！窘馕觥吭凇皽y定小石塊的密度”實驗中，實驗原理是：ρ=m/V；需要測量這種物質(zhì)的質(zhì)量和體積，測量器材是天平和量筒；實驗需要用不同體積的物質(zhì)進(jìn)行多次測量，其目的是為了求平均值減小誤差。3.【答案】73，44.【解析】圖中酒精和燒杯的總質(zhì)量為73g，把部分酒精倒入量筒，由圖乙可知，體積為44mL。4.實驗室有下列四種規(guī)格的量筒，要一次較準(zhǔn)確地量出質(zhì)量為100g，密度為0.8×103kg/m3的酒精，你選擇的量筒的規(guī)格（即量程與分度值）是（）A.500mL、10mLB.250mL、5mLC.100mL、2mLD.50mL、2mL【答案】B。【解析】100g酒精的體積：V酒精=m酒精／ρ酒精=100克/（0.8克/厘米3）=125厘米3要一次較準(zhǔn)確地測量體積，量筒的量程應(yīng)該大于125厘米3，且分度值比較小的量筒，所以選B。5．某同學(xué)從一均勻大巖石上砸下一小塊巖石，用天平稱得質(zhì)量是27g。放入裝有80mL水的量筒中，水面升到90mL，這塊巖石的密度是__________kg/m3，這一小塊巖石的密度與那一大塊巖石的密度_______（選填“相等”或“不相等”）?！敬鸢浮?.7×103；相等。【解析】V石=V2-V1=90cm3-80cm3=10cm3ρ石=m石V6.為測量一塊不規(guī)則礦石的密度，小王同學(xué)設(shè)計的實驗報告（部分）如下，請完成空格處的內(nèi)容。實驗名稱：××××××：用天平和量筒測量礦石的密度。實驗原理：_____________。實驗器材：天平（含砝碼）、量筒、水、細(xì)線、小礦石。實驗步驟：①用天平測出小礦石的質(zhì)量55克。②在量筒中倒入的水，記下水的體積80毫升。③用細(xì)線系好小礦石，將其浸沒在量筒的水中，記下水面的刻度98毫升，小礦石的體積為。④小礦石的密度為?！敬鸢浮繉嶒?zāi)康模?m/V，適量，18cm3，3.1【解析】④小礦石的密度ρ＝EQ\F(m,V)=EQ\F(55g,18cm3)=3.1g/cm37．某同學(xué)為測量“光明”牌牛奶的密度，用天平、玻璃杯、量筒等器材，設(shè)計了如下實驗方案：A.用天平稱出玻璃杯的質(zhì)量m1；B.將適量牛奶倒入杯中；C.用天平稱出玻璃杯和牛奶的總質(zhì)量m2；D.將杯中牛奶倒入量筒中，測出牛奶的體積V；E.計算牛奶的密度ρ＝____________．①你認(rèn)為這個方案有什么缺點？②請你提出改進(jìn)這個實驗的辦法．【答案】EQ\F(（m1-m2）,V)；①測牛奶的體積時有較大的誤差，有些奶粘在杯壁上，致使牛奶的體積變小，所以測出牛奶的密度變大。②將實驗順序改為BCDAE即可．【解析】牛奶的密度ρ=EQ\F(（m1-m2）,V)①測牛奶的體積時有較大的誤差，有些奶粘在杯壁上，致使牛奶的體積變小，所以測出牛奶的密度變大。②將實驗順序改為BCDAE即可．8.如圖是小華同學(xué)用已調(diào)平衡的天平測量一正方體小物塊質(zhì)量時的情景，小物塊質(zhì)量為______g，小物塊邊長為4cm，其密度為______kg/m3。【答案】（1）48；（2）0.75×103?！窘馕觥咳鐖D所示，小物塊質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加上游碼的示數(shù)為：m=20g+20g+5g+3g=48g小物塊邊長為4cm，小物塊的體積為：V=(4cm)3=64cm3物塊的密度為：9．在地質(zhì)公園進(jìn)行研學(xué)活動時，小明撿到一塊形狀怪異的小化石，為測量小化石的密度。他利用已學(xué)知識設(shè)計如下實驗方案：（1）用天平稱出小化石的質(zhì)量。天平平衡后，右盤中砝碼和游碼的位置如圖甲所示，小化石的質(zhì)量為____g；（2）用量筒和水測量小化石體積，“先往量筒中倒入適量的水”，其中“適量”的確切含義是：①______；②小化石和水的總體積不能超過量筒量程；（3）小化石放入量筒前后的情況，如圖乙所示（忽略細(xì)線的體積），小化石的密度是_____g/cm3。【答案】（1）74；（2）水要能浸沒小化石；（3）3.7?！窘馕觥浚?）化石的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加游碼對的刻度值：m＝50g+20g+4g＝74g（2）量筒中倒入適量的水有兩層含義：①水不能太少，要能浸沒小化石；②水不能太多，小化石浸沒后，水面不能超過量程。（3）由乙圖可知，小化石的體積為V＝V排水＝40cm3﹣20cm3＝20cm3則小化石的密度為ρ＝m/V=74g/20cm3=3.7g/cm310.北京冬奧會開幕以來，吉祥物“冰墩墩”熱度不減。我國南方某地被稱為“世界陶瓷之都”，生產(chǎn)了陶瓷版“冰墩墩”“雪容融”擺件，非?？蓯邸Ｐ≤娪行屹I到一個，他用以下方法測量了冰墩墩的密度。（1）將冰墩墩放在天平的左盤，在天平的右盤加減砝碼并調(diào)節(jié)游碼，天平平衡后，盤中砝碼和