人教物理多彩的物质世界单元

人教物理多彩的物质世界单元

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。[来源:Z,xx,k.Com]‎ ‎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 ‎ ‎1、质量 ‎ b、特点：不随形状、状态、位置而改变 c、单位：kg、g、mg 概念 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 ‎ ‎2、密度 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 ‎ 质 量 和 密 度 ‎ e、物理意义：‎ ‎1、天平 ‎ 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 实验 ‎2、测质量 b、测液体质量 c、特殊测量 ‎3、测密度 a、测固体密度 b、测液体密度 ‎ 1、判断是什么物质，实、空心 应用 ‎ 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。[来源:Zxxk.Com]‎ 三、复习过程 例1： （钦州市2006）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 ‎0‎ ‎2‎ ‎4 ‎ ‎1‎ ‎3‎ g 图5‎ 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： （2006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2006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2006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2006)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2006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。‎ V m ρ ‎=‎ V m ρ ‎=‎ ρ m V ‎=‎ ‎（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 ρ m V ‎=‎ 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 ρ甲 ρ乙 m V ‎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2006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2006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2006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.[来源:学_科_网Z_X_X_K]‎ ‎[来源:学科网ZXXK]‎ 例4 (湖北襄樊2006)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2006）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2006）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、（2006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．（2006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。‎ 浮在水面：‎ 工具（量筒、水、细线）‎ 方法：1、在量筒中倒入适量的水，读出体积V1；2、用细线系好物体，浸没在量筒中，读出总体积V2，物体体积V=V2-V1‎ A、针压法（工具：量筒、水、大头针）‎ B、沉坠法：（工具：量筒、水、细线、石块）‎ 沉入水中：‎ 形 状 不 规 则 形状规则 工具：刻度尺 体积 质量 工具天平 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2006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2006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2006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。‎ 烧杯和盐水的总质量m/g 倒出部分盐水后烧杯和盐水的总质量m1/g 倒出盐水的质量m2/g 盐水的密度ρkg/m3‎ ‎33‎ （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2006）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、（2006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