新人教版八年级上册物理第6章内能知识点全面总结.docx
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6 质量与密度
6.1 质量
知识点一、质量
1、问题探究：
构成物体的材料。
问题
结论
铁锤和铁钉是由什么物质组成的
由铁组成
铁锤和铁钉含铁的多少一样吗
不一样，铁锤含的铁多
一桶水和一杯水含水的多少一样吗
不一样，一桶水含的水多
归纳总结：
铁锤和铁钉都是由铁这种物质组成的，但由于铁锤体积大，含有铁这种物质多；同样，一桶水的体积比一杯水的体积大，一桶水比一杯水含有水这种物质多。
2、质量：
自然界中的一切物体都是由物质组成的，构成物体的物质有多有少。
物体所含物质的多少叫做质量，通常用字母m表示。
拓展：
“物体”与“物质”的区别
物体是指具有一定形状、占据一定空间、有体积和质量的实物，而物质是指构成物体的材料。
物质具有软硬、颜色、气味等特性，但不具有体积和形状。
一个物体可以由多种物质组成，同种物质也可以组成不同的物体。
如铁球、铁锅都是物体，而他们都是由铁这种物质组成的。
3、质量的单位：
在国际单位制中，质量的基本单位是千克，符号是kg。
常用的质量单位还有：
吨（t）、克（g）、毫克（mg），他们之间的换算关系是：
1t=1000kg，1kg=1000g，1g=1000mg。
注意：
日常生活中，我们购买粮、菜、糖、水果等物品时，常说他们的重量是多少克或多少千克，这里说的重量，实际是质量。
4、影响物体质量大小的因素
物体所含物质的多少与其温度、物态、形状、所处的空间位置有什么关系？
冰块熔化成水，物体的物态发生了变化，但其质量没有变化；泥团被捏成小动物，物体的形状发生了变化，但其质量没有发生变化；航天员离开地球来到太空，其所处的空间位置发生了变化，但其质量没有发生变化。
由此可见：
质量是物体的一个基本性质，它不随物体的形状、温度、物态和位置的改变而改变，质量的大小只与物体所含物质的多少有关。
拓展：
物体质量不变的原因
当物体的形状、物态、空间位置、温度发生变化时，组成物体的分子和原子的个数并没有改变，即物体所含物质的多少没变，所以物体的质量不变。
知识点二、生活中常用的质量测量工具
商店中用电子秤来称量物体的质量，对于汽车、拖拉机等载重车辆的质量通常用电子磅来称量。
生活中通常用秤称量物体的质量，常见的如台秤、案秤、电子秤、杆秤等；在学校的实验室和工厂的化验室里，常用托盘天平测量物体的质量。
知识点三、天平的使用
1、天平的结构
实验室常用工具：
托盘天平，如图所示。
托盘天平的构造：
分度盘、横梁、标尺、游码、指针、平衡螺母、托盘等，每架天平都有一盒配套的砝码。
2、天平的使用步骤
①放平：
把天平放在水平台面上，对于需要调节底座水平的天平，应先调节底座下面的螺钉，使底座水平。
②拨零：
把游码拨到标尺左端的零刻度线处。
③调平：
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（或指针在中央刻度线左右两侧摆动的幅度相等）。
调节平衡螺母的方法：
把平衡螺母向指针偏向的反方向调，若指针向左偏，这时应向右调平衡螺母；若指针向右偏，这时应向左调平衡螺母。
（可简记为“左偏右调”或“右偏左调”）。
④测量：
称量前，估计一下被测物体的质量；称量时，把被测物体放在左盘中，用镊子按“先大后小”的顺序依次在右盘中试加砝码，若最小的砝码也不能使横梁平衡，此时需要调节游码在标尺上的位置，直到横梁恢复平衡。
这里要注意：
物体和砝码要遵循“左物右码”原则，加砝码要“先大后小”。
⑤读数：
右盘中砝码的总质量加上游码在标尺上所对的刻度值，就等于左盘中被测物体的质量。
读取游码在标尺上所对的刻度值时，应以游码左侧边缘所对刻度为准。
⑥整理：
测量完毕，把物体取下，用镊子把砝码放回盒内，把游码拨回标尺左端的零刻度线处，以备下次使用。
注意：
（1）测量前天平平衡的调节遵循“放平拨零调平衡”的原则，即把天平水平放置，把游码拨到零刻度线处再调节平衡螺母，当指针偏左时，将平衡螺母向右调，反之向左调，此时千万不要移动游码。
（2）测量时天平平衡的调节遵循“左物右码移游码”的原则，即把被测物体放在做盘中，用镊子在右盘中加减法吗，加减砝码时要由大到小进行，带最小的砝码加上后右盘微翘时再移动游码，直至横梁恢复平衡，注意此时不能在调节平衡螺母。
3、天平使用的四个注意事项
①每个天平都有自己的“称量”和“感量”，“称量”是指天平所能称量的物体的最大质量，“感量”是指天平所能称量的物体的最小质量。
被测物体的质量超过称量会损坏天平；被测物体的质量小于感量，将无法测出物体的质量。
②已调解好的天平，当位置移动后应重新调节横梁平衡，方可进行测量。
③潮湿的物体和化学药品不能直接放在天平的托盘中。
④想盘中加减砝码时要用镊子，不能用手接触砝码，不能把砝码弄湿、弄脏。
4、用天平称量物体的质量
①用天平测量橡皮（或铅笔）的质量。
a、按天平使用步骤中“放平”“拨零”“调平”的要求将天平调节平衡。
b、称量前分别估计一下橡皮（或铅笔）的质量，将橡皮（或铅笔）放入天平的左盘中，用镊子按“先大后小”的顺序在右盘中加减法吗，然后再移动游码直至横梁恢复平衡，此时砝码的总质量加上游码所对的刻度值即为橡皮（或铅笔）的质量。
c、整理好器材。
②用天评测量小瓶中水的质量
a、按天平使用步骤中“放平”“拨零”“调平”的要求将天平调节平衡。
b、将空小瓶放在天平的左盘中，称出空小瓶的质量m1。
c、将小瓶中装满水，称出小瓶和水的总质量m2。
d、计算出小瓶内水的质量m水=m2-m1。
e、整理好器材。
③累积法测微小物体的质量
累积法是一种特殊的测量方法，用于测量微小物体的质量，如测量一个大头针、一个图钉、一张邮票的质量等，这种方法是先测出几十甚至上百个相同物体的质量m总，再除以个数n，则物体的质量就是。
④取样法测较大物体的质量
在某种条件下，测量较大物体的质量时，可以采用取样法。
如，测量已知总长度的铜线的质量，若铜线的质量太大而无法直接用天评测量，我们可以测量其中一小段铜线的质量，再根据铜线的长度计算出它的总质量。
6.2 密度
知识点一、探究同种物质的质量与体积的关系
1、实验器材：
称量为200g的托盘天平（含砝码）1架、刻度尺、3个大小不同的正方体铝块。
2、实验步骤：
①将天平放在水平桌面上，并调节天平平衡。
②用天评测量出铝块1的质量，将数据填入表格。
③用刻度尺测出铝块1的棱长，算出其体积，将数据填入表个。
④重复上述步骤②、③分别测出铝块2、铝块3的质量和体积，将数据填入表格。
⑤分别计算出质量与对应的体积的比值，将数据填入表格。
3、实验数据记录表格
物体
质量m/g
体积V/cm3
质量/体积（m/V）/（g/cm3）
铝块1
27
10
2.7
铝块2
54
20
2.7
铝块3
81
30
2.7
4、分析论证：
①以体积V为横坐标，质量m为纵坐标建立坐标系，在坐标纸上分别描出3个率快的质量与体积的对应点（当体积为0时，质量也为0，所以根据V=0时，m=0也可以做出一个点），再把这些点用线连起来，如图所示。
②通过表格中的实验数据，可求出3个大小不同的铝块的质量与体积成正比，且比值都等于2.7g/cm3；利用实验数据所作的图像是一条过原点的直线，即是一个正比例函数图像。
5、实验结论：
铝块的体积增大为原来的几倍，其质量也增大为原来的几倍，即同种物质的质量与它的体积成正比，且比值相同。
6、交流合作与评估：
如果测体积为10cm3、20cm3和30cm3的铜块的质量，我们也会发现，铜块的质量与它的体积成正比，但比值为8.9g/cm3，而不是2.7g/cm3。
所以同种物质，质量与体积成正比且比值相同；不同种物质，质量与体积的比值一般不同。
知识点二、密度
1、概念：
通过实验可知，同种物质的质量与体积的比值是一定的，物质不同，其比值一般不同，这反映了不同物质的不同性质。
在物理学中，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。
密度用ρ表示，密度在数值上等于物体单位体积的质量。
2、密度是物质的一种性质的三点分析
①每种物质的密度是确定的，密度不随物体的质量、体积的变化而变化，不论它的质量多大，体积多大，其密度大小不变。
如：
一杯水的密度与一滴水的密度一样大。
②不同物质的密度一般不同。
习惯上讲“铁比棉花重”，实质上是指铁的密度大于棉花的密度。
③物质密度受物态变化和温度的影响
a、当物质在固态、液态和气态之间的转换时，质量不变，体积会发生改变，从而引起密度的变化，例如：
冰化成水时，密度变大。
b、同种物质的密度受温度变化的影响，其原因是温度变化时，虽然质量不受影响，但体积要发生变化（如热胀冷缩），从而引起密度的变化。
3、密度的公式：
①符号的意义和单位
ρ——密度——千克每立方米（kg/m3），m——质量——千克（kg），V——体积——立方米（m3）
②密度公式变形：
。
③对于公示，要从以下四个方面理解
密度是物质的一种性质
同种物质，在一定物态下密度时定值，它不随质量和体积的改变而改变。
当质量（或体积）增大为原来的几倍时，其体积（或质量）也随着增大为原来的几倍，而比值——单位体积的质量不变，即。
因此，不能认为物质的密度与质量成正比，与体积成反比。
同种物质组成的物体，在一定物态下，体积大的质量也大，物体的质量跟他的体积成正比，由得，当ρ一定时，，即
不同物质组成的物体，在体积相同的情况下，密度大的质量也大，物体的质量跟它的密度成正比，由得，当V一定时，，即
不同物质组成的物体，在质量相同的情况下，密度大的体积反而小，物体的体积跟它的密度成反比，由得，当m一定时，，即
4、密度的单位：
密度的单位是由质量的单位和体积的单位组合而成的，是一个组合单位，质量的单位是千克（kg），体积的单位是立方米（m3），则密度的单位就是千克每立方米，符号是kg/m3。
除千克每立方米外，密度单位还常用克每立方厘米，符号g/cm3。
1g/cm3=1.0×103kg/m3，其换算过程：
。
所以g/cm3比kg/m3单位大。
注意：
在利用密度公式进行计算时，各物理量的单位一定要统一，密度单位一般有两种表示方法：
①质量单位用kg，体积单位用m3，则密度单位为kg/m3；②质量单位用g，体积单位用cm3，则密度单位为g/cm3。
5、密度表示的物理意义
以水的密度为例，ρ水=1.0×103kg/m3，它表示体积是1m3的水的质量为1.0×103kg。
知识点三、密度公式的应用
1、常见固体、液体、气体的密度
①多数固体的密度大于液体的密度；水银是液体中密度最大的，比大多数固体的密度还大；油类的密度一般比水的密度小；氢气是密度最小的气体。
②同种物质在一定物态时，密度是一定的，但当物质的物态改变时，密度也会发生变化，如水的密度和冰的密度。
③为使用方便我们应该记住几个常用的密度值，如水的密度为1.0×103kg/m3，酒精的密度为0.8×103kg/m3，铝的密度为2.7×103kg/m3，铜的密度为8.9×103kg/m3，钢、铁的密度为7.9×103kg/m3。
④密度相同的不一定是同种物质，如0℃的冰和蜡的密度相同，煤油和酒精的密度相同。
⑤同种物质的密度受温度变化的影响，其原因是温度变化时，虽然质量不变，但体积要发生变化（如热胀冷缩），从而引起密度的变化。
注意：
由于气体分子间作用力很微弱，气体分子可以到处游动，所以气体总是充满着盛它的整个容器，如：
将一瓶氧气用去一半后，其质量减小一半，而体积仍为氧气瓶的容积，有密度公式可知，此时氧气密度变为原来的一半。
2、密度公式的应用
①求质量：
由密度的公式可以得出m=ρV，知道了物体的体积，查处组成物质的密度，就可以算出它的质量，对于不便直接称量的庞大物体，利用此种方法可以方便的求出它的质量。
②求体积：
由密度的公式可以得出，知道了物体的质量，查处组成物质的密度，就可以算出它的体积，对于形状不规则的或不便于直接测量体积的较大物体，利用此方法可以很方便的求出它的体积。
③解题步骤：
a、仔细审题，明确题目中的已知条件（已知各量要统一单位）；
b、分析求未知量所需要的条件；
c、选择适当的公式进行计算。
6.3 测量物质的密度
知识点一、量筒的使用
1、用途：
量筒是测量液体体积的仪器，也可以利用排开液体的体积的方法测量固体的体积。
2、单位：
一般实验室里的量筒使用毫升（mL）为单位标度的（一般在量筒壁上标注单位）。
1mL=1cm3=10-6m3。
量筒上相邻两条刻度线之间的体积为分度值。
最上面的刻度是量筒的最大测量值。
3、量筒的使用方法
①在测量前应根据被测物体的体积和测量精度的要求来选择合适的量筒。
使用前，首先要观察量筒的单位标度、量程和分度值。
②使用量筒测量体积时，应将量筒放在水平桌面上，量筒内的液面大多数是凹液面（如水、煤油灯形成的液面），也有的液面呈凸形（如水银面）。
4、使用量筒的五个注意事项
①量筒呈圆柱形，体积与高度成正比，刻度均匀，量筒没有零刻度线，刻度数由下向上逐渐变大，其单位一般是“mL”，1mL=1cm3.
②实验室中量筒的量程一般有10mL、20mL、50mL、100mL、100mL几种，分度值也各不相同，分度值越小，测量结果越精确，但并不是越小越好。
测量前要根据测量精度的要求和被测物体的体积等因素选择量筒的量程和分度值。
③量筒是测量液体体积的仪器，也可以用排液法间接测出固体的体积。
在用排液法测固体体积时，量筒内要预先倒入适量的液体，若液体过少，放入固体后，也题不能浸没固体；若液体过多，放入固体后，液面会超过量筒的量程。
④读数时，视线一定要与液体凹液面的底部（或凸液面的顶部）保持相平，俯视或仰视时的读数均不准，俯视时的读数会偏大，仰视时的读数会偏小。
⑤不能用量筒测量对玻璃有腐蚀性的液体的体积。
知识点二、用天平和量筒测量固体的密度
1、固体体积的测量
物体特征
测量方法
形状规则的固体
可先直接用刻度尺测出相关的长度，再利用体积公式算出体积，如正方体的体积V=a3，圆柱体的体积V=πr2h，长方体体积V=abc
形状不规则的较小物体
可利用“排水法”间接地测出体积
①先在量筒中倒入适量的水（“适量”是指不能太少，要以能浸没被测物体为准，也不能太多，不要在物体浸没后，液面上升到没有刻度处），读出体积V1，如图甲；
②再将固体用细线拴住并慢慢放入量筒内的水中，使其被浸没，读出此时水与固体的总体积V2，如图；
③被测固体的体积V=V2=V1。
漂浮的固体
可用“沉坠法”测其体积
①将被测固体和能沉入水中的重物用细线拴在一起（重物在下，被测固体在上），用手提着被测固体上端的细线，只将能沉入水中的重物浸没在量筒内的水中，读出体积V1，如图；
②然后将拴好的两个物体同时浸没在水中，读出体积V2，如图；
③被测固体的体积V=V2-V1。
也可用“针压法”测其体积
①在量筒内倒入适量的水，读出体积V1，如图；
②用一细长针刺入被测固体并用力将其压入量筒内的水中，使其浸没，读出此时的体积V2，如图；
③被测固体的体积V=V2-V1。
也可用“埋沙法”测其体积
①现在量筒中倒入适量的细沙，摇匀且使细沙表面平整，记下体积V1；
②放入固体后在摇晃量筒，使细沙埋住固体，且细沙表面平整，记下此时的体积V2；
③则被测固体的体积V=V2-V1。
较大固体
溢水法
将烧杯装满水，且以刚好不溢出为准，将固体浸没在烧杯内的水中，且同时用另一容器承接溢出的水，在用量筒测出溢出的水的体积V，则V就是所测固体的体积（此法误差较大）
2、用天平和量筒测量小石头的密度
①实验原理：
②实验器材：
天平（有配套砝码）、量筒、水、细线、小石块。
③实验步骤：
a、将天平放在水平台上，调节天平平衡，用天评测出小石块的质量m。
b、向量筒中倒入适量的水，读出此时水的体积V1。
c、用细线将小石块系住，浸没在量筒内的水中，读出此时水和小石块的总体积V2。
d、计算出小石块的体积V=V2-V1。
e、求出小石块的密度。
④实验数据表
小石块的质量m/kg
水的体积V1/cm3
小石块和水的总体积V2/cm3
小石块的体积V/cm3
小石块的密度ρ/（g·cm-3）
注意：
①测固体密度时应先测质量后测体积。
若顺序颠倒，先测体积，由于固体上沾有水，再测质量时会使测量值偏大，计算出的密度偏大，同时，不干燥的固体放在天平托盘上，可能会腐蚀天平托盘。
②形状不规则的固体的体积不能直接测量，可以用“排水法”或“埋沙法”间接测量。
知识点三、用天平和量筒测量液体的密度
1、实验原理：
2、实验器材：
天平（有配套砝码）、烧杯、量筒、盐水
3、实验步骤：
①把天平放在水平桌面上，调节天平平衡。
②将配制好的适量盐水倒入烧杯中，用天评测出盐水和烧杯的总质量m1，并记录数据。
③将烧杯中的部分盐水倒入量筒中，测出盐水的体积V，并记录数据。
④用天平再测出烧杯中剩余盐水和烧杯的总质量m2，则量筒内被测盐水的质量m=m1-m2。
⑤根据密度公式可计算出盐水的密度
4、实验数据表
盐水和烧杯的总质量m1/kg
剩余盐水和烧杯的总质量m2/g
量筒中盐水的质量（m=m1-m2）/g
量筒中盐水的体积V/cm3
盐水的密度ρ/（g·cm-3）
注意：
不少同学在实际操作中，按如下方法测量盐水的密度
①用天评测出空烧杯的质量m1；
②向烧杯中倒入一些盐水，测出烧杯和盐水的总质量m2；
③在将烧杯中的盐水全部倒入量筒中，测出其体积V；
④计算出盐水的密度。
该方法中的第③步会有一部分盐水倒不净，而附着在烧杯壁上，导致剩余在烧杯中的盐水的体积未计算在待测盐水体积内，即量筒内测出盐水的体积比烧杯中盐水的体积小，由密度公式可知，时所测密度值偏大。
6.4 密度与社会生活
知识点一、密度与温度
1、探究物质的密度与温度的关系
①气体密度与温度的关系
现象探究：
温度对气体密度的影响
事例
现象
在室温下吹起两个等大的气球，一个放在火炉旁（不要靠的太近），两一个放在冰箱里
过一会，把两个气球放在一起比较，从冰箱里取出的气球的体积明显小于火炉旁的气球的体积。
做一个小风车，把风车吊在燃烧的蜡烛火焰上方
风车转动起来
探究归纳：
气体的温度升高时，体积增大，由于气体的质量不变，由密度公式可知气体的密度减小；当气体的温度降低时，气体的密度增大。
②液体密度与温度的关系
现象探究：
温度对液体密度的影响
事例
现象
将装满水的水壶放在炉火上加热
水会从壶中溢出
在烧杯中装上适量植物油，用酒精灯加热，随后在让植物油冷却
加热时，油面上升；冷却过程中油面下降。
探究归纳：
液体温度升高时，质量不变，体积增大，密度减小；液体温度降低时，体积减小，密度增大。
③固体密度与温度的关系
现象探究：
温度对固体密度的影响
现象
原因
在北方寒冷的冬天，泊油路会出现一道道长长的裂缝
遇冷收缩，体积变小
火车铁轨间有的缝隙夏天变小，冬天变大
受热膨胀，铁轨体积变大；遇冷收缩。
高压电缆夏天下垂
受热膨胀，导线变长
探究归纳：
固体温度升高时，质量不变体积增大，密度减小；固体温度降低时，体积变小，密度增大。
④热胀冷缩：
自然界中的绝大多数物质都有温度升高时提即变大，温度降低时体积变小的性质，物质的这种性质可简称为“热胀冷缩”。
拓展：
气体的热胀冷缩最为明显，它的密度受温度的影响最大；一般固体、液体的热胀冷缩不像气体那样明显，密度受温度的影响比较小。
可见我们说物质的密度是个定值是有条件的。
2、应用——风的形成
①形成：
风就是空气的流动，它是由于气体密度发生变化而引起的。
空气因受热体积膨胀，密度变小而上升，热空气上升后，温度低的冷空气就从四面八方流过来补充，从而形成风。
②利用：
风力提水、风力发电、风帆助航、风力制热。
3、水的反常膨胀：
实验表明，4℃的水密度最大，温度高于4℃时，随着温度的升高提即变大，水的密度越来越小；温度低于4℃时，随着温度的降低体积变大，水的密度也越来越小。
水凝固成冰时，体积变大，密度变小。
人们把水的这种特性叫做水的反常膨胀。
所以在寒冷的冬天，较深河底的水保持着4℃的水温，为鱼类安全过冬提供了保障。
注意：
①水在温度高于4℃时热胀冷缩，温度在0-4℃时反常膨胀，即热缩冷胀，将0℃的水加热到100℃过程中，水的密度先增大后减小。
②由于水的反常膨胀，使冬季较深河底的水温保持在4℃，水的反常膨胀也是冰总是结在水面而不是水底的原因。
知识点二、密度与物质的鉴别
1、运用密度鉴别物质种类的基本思路：
先测出（或计算出）某种物质的密度，把测得（或计算）的密度跟密度表中各种物质的密度比较一下确定属于哪种物质。
鉴别物质的真伪也可以用这种方法，即先测出物质的密度，再对照密度表判断真伪，测量值和理论值吻合则材料为真，不吻合则材料有假。
不同物质的密度可能是相同的。
例如酒精和煤油都是液体它们的密度都是0.8×103kg/m3，但是通过气味可以区分它们。
因此，要准确地鉴别物质，常常需要多种方法并用。
2、密度在生产、生活中的应用
密度作为物质的一个重要性质，在生产、生活中有着广泛的应用。
①密度在农业上可以用来判断土壤的肥力。
土壤越肥沃，它的密度越小。
如果土壤的密度较大，则这种土壤是比较贫瘠的。
在农业上除了应用密度来判断土壤的肥力外，播种前选种也用到密度，把要选用的种子放在水里，饱满健壮的种子由于密度大而沉到水底，瘪壳和杂草种子由于密度小而浮在水面。
②在工业生产上，有些工厂用的原料往往也需要根据密度来判断它的优劣，例如有的淀粉制造厂以土豆为原料，土豆含淀粉量的多少直接影响淀粉的产量，一般来说含淀粉量多的土豆的密度较大，所以通过测定土豆的密度不仅能判断出土豆的质量，还可以由此估计淀粉的产量。
在铸造厂的生产中也用到密度，工厂在铸造金属物体前，需要估算出需熔化的金属的质量，以避免造成浪费。
3、密度应用知识小结
项目
适用范围
方法
求物体的
质量
不便于直接称量的庞大物体
①查出组成该物体的物质的密度ρ，测出体积V；
②根据变形公式m=ρV求质量
求物体的
体积
形状不规则或不便于直接测量体积的较大物体
①查出组成该物体的物质的密度ρ，测出其质量m；
②根据变形公式计算出物体的体积
求物质的
密度
鉴别物质
①测出质量m、体积V，根据公式计算出物质的密度；
②把计算出的密度与密度表中的密度进行对比
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