一、质量
1.定义:物体所含物质的多少叫质量,符号m。
2.单位:国际单位制中:主单位是千克,符号为kg,常用单位:t、g、mg。要记住它们间的换算关系。日常生活和贸易中常用公斤、斤,知道它们与千克的关系有利于对质量的感性认识。1公斤=2斤=1千克。一个中学生的质量约50公斤=50千克,一枚大头针约80mg,一个苹果约150g,一只鸡约2kg,一头大象约6t。
3.特点:物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。(注意:质量是“物体”的属性,而不是“物质”的属性)
4.测量:
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。
⑵托盘天平的使用方法:
①“看”:观察天平的铭牌,明确天平的称量(即一次能称取的最大质量)和感量(即游码所在标尺上的分度值)。
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(误点警示:这一步容易忽略)。
③“调”:调节天平横梁两端的平衡螺母(有的天平只一个),使横梁平衡。横梁平衡的标志是:指针指在分度盘的中央。若指针在左右两端摆动的幅度相等,也表明横梁平衡。
小技巧:许多同学不知道应把平衡螺母向哪调,才能使横梁平衡。大家可以联系跷跷板,跷跷板若左端高右端低,应该怎么办呢?对了,可以让左端的人向左移,也可以让右端的人向左移,即哪端高向哪动。平衡螺母的移动方向与人的移动方向相似,简记“螺母向着高处动”。
④“称”:把被测物体放在左盘里,用镊子(注意:不能用手)向右盘里加减砝码,(简记“左物右码”)并调节游码在标尺上的位置,直到横梁恢复平衡。
小技巧:添加砝码的方法是:要按照质量从大到小的顺序依次添加,当在右盘放上一个较大的砝码,横梁右端下沉,就要换一个比之小一级的砝码,如此依次进行。什么时候开始移动游码呢?要知道,向右移动游码就相当于在右盘加砝码,游码移到最右端时的读数就等于最小的砝码值。所以,当在右盘放上最小的砝码,横梁右端下沉,这时,就要把最小的砝码拿下来,向右移动游码。
误点警示:从以上操作过程可以领悟到,天平之“平”体现在三处:一是底座要放水平;二是称量之前横梁要水平,这需要调节平衡螺母;三是称量时横梁要水平,这时决不能再调节平衡螺母,需要的是加减砝码和移动游码。后两次虽然都是要横梁水平,但采取的方法是不同的。
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
误点警示:关于游码读数,有很多同学搞不清是读游码的左端在标尺上所对的刻度值还是右端。要回答这个问题,大家可先想一想:称量之前我们要把游码放在标尺左端的零刻度线处,那么,与零刻度线对齐的是游码的左端还是右端?当然是左端。所以进行游码读数时,也只能读左端。
⑥注意事项:不能超过天平的称量,保持天平干燥、清洁。因此,不能直接测量液体质量,要借助于容器。也不能直接测量粉末状固体,可在左右两盘各垫上相同的纸片。
⑶特殊测量方法:
质量小于天平的分度值:测多算少(如测量大头针的质量)。质量大于天平的量程:测少算多(如测大石块的质量,可测同种小石块的质量,再用体积之比求得)。
二、体积
学习这一章,少不了与体积打交道。虽然我们很早就知道“体积”,但仍然有许多同学对体积的测量、单位与换算搞错,所以,这里一并总结。
1.定义:物体所占有的空间叫体积。符号:V。
2.单位:国际单位制中:主单位是立方米,符号为m3。常用单位:dm3、cm3、mm3、L、mL。
误点警示:学习时,好多同学会把m3与cm3的关系搞错。你可以这样想:1m3=1m×1m×1m=100cm×100cm×100cm=106cm3。反之,1cm3=10-6m3。对于较大和较小的数,大家要习惯于用科学计数法来表示,并会运用指数计算。
3.测量:
液体体积的测量:可直接用量筒(或量杯)测量。
误点警示:量筒(或量杯)要放在水平台上;量筒(或量杯)采用的单位是mL(即cm3);量筒(或量杯)里的水面是凹形的,读数时,视线要和凹面的底部相平。
②固体体积的测量:
规则形状的可用刻度尺直接测量,如长方体体积V=abc;正方体体积V=a3;圆柱体体积V=Sh=πr2h;球的体积V=4/3×πr3。
形状不规则的可用量筒(或量杯)配合水来测量。
小技巧:若固体在水中下沉,可用排液法测量其体积;若固体在水面漂浮,可用针压法或沉锤法测量其体积;若固体体积太小,可用累积法。
误点警示:排液法测量固体体积应注意三个问题:一、若固体易溶于水,或吸水性强,则不能用此法。二、注意操作顺序。有两个方案:先测量水的体积,再放入固体,测总体积,再二者相减;先放入固体和水,测总体积。再把固体拿出,测水的体积,再二者相减。你选哪一个方案?我们说,只能选第一个。原因只有一个,那就是减小或避免误差。第二个方案中存在三个误差:量筒的准确程度产生的误差,人读数时产生的误差,将固体从水中拿出时,固体上不可避免的要沾有一些水,这将会使测得的固体体积变大,从而产生误差。前两个误差是无法避免的,而第三个误差是可以避免的。三、量筒里的水要“适量”。太少,不能浸没固体;太多,固体放入后水面超过量筒的最大刻度。这都不能测出固体的体积。
③气体的体积:气体总能充满它所在的空间。所以气体的体积总等于容器的容积。
三、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。符号:ρ
2.公式:。
误点警示:根据,有同学认为,“物质的密度跟物体的质量成正比,跟物体的体积成反比。”这是一种错误的认识。对同种物质,m与V成正比,但质量和体积的比值不变,即ρ不变。说明物质的密度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。
质量相同的不同物质,密度与体积成反比;体积相同的不同物质密度与质量成正比。
小技巧:利用公式时,应注意:必须使公式中各物理量的单位统一,各单位的正确换算是确保解题正确的必要条件。对于质量较小的物体,在计算时质量、体积、密度的单位可分别用g、cm3.g/cm3,
3.单位:国际单位制中主单位:kg/m3,读作千克每立方米。常用单位g/cm3。这两个单位中g/cm3单位大。1g/cm3=103kg/m31kg/m3=10-3g/cm3
小技巧:要牢记水的密度,在有关密度的计算和实验中,水的密度作为一个隐含条件。若知道水的质量,利用,可以计算出水的体积。反之,若知道水的体积,利用可以计算出水的质量。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立方米水的质量为1.0×103千克。1.0×103kg/m3=1.0kg/dm3=1.0g/cm3,记住这些关系,有利于掌握密度单位的换算,提高解决问题的速度。
四、物质的物理属性
这部分内容重在了解。材料的物理性质包括:导热性、导电性、磁性、密度、比热容、弹性、硬度、延展性、透光性、状态等。
1.比热容
把一壶水烧开,要比把同样情况下半壶水烧开用的时间长,说明同样情况下,物质质量越大,吸收的热量越多;把一壶水烧开,比把一壶水烧至温热用的时间长,说明同样情况下,物质升高的温度越多,需要吸收的热量越多;再取质量、初始温度都相同的水和煤油,用同样的容器和同样的热源加热,发现升高相同的温度,水需要加热的时间长。这说明同样情况下,物质的种类不同,吸收的热量也不同。比热容就是反映物质吸热(或放热)温度升高(或降低)与物质种类的关系。
比热容的单位比较复杂,它是由三个单位组合起来的复合单位:J/(㎏·℃)。在日常生活和生产中,也会遇到类似比热容的量,也有很类似的单位。例如,工厂里工人制造机器零件的劳动量是用个/(天·人),即每人每天的工作量是制造多少个零件。
通过课本的比热容表,可以看出,各种物质的比热容中,水的比热容最大,这在人们的日常生活和生产中,具有重要意义。主要表现在两个方面:一方面,冷却或取暖。由于水的比热容较大,那么一定质量的水升高(或降低)一定的温度吸收(或放出)的热量较多,这样水就可用来冷却或取暖。用来冷却时,是让水吸收带走更多的热量。如柴油机工作时,水箱中要加足水;用来取暖时,是让水放出更多的热量。如北方地区寒冷时为防止稻田里的秧苗冻坏,常在夜晚向地里放水。另一方面,由于水的比热容较大,一定质量的水吸收(或放出)较多的热量而自身的温度却改变不多,这一点有利于调节气候。沿海地区与内陆地区相比,冬天和夏天温差较小,白天和夜晚温差也较小,就是这个道理。同理,建造水库、修建人工湖,也有冬暖夏凉的作用。
2.磁性
物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。判断物体有无磁性的方法:(1)看物体是否能够吸引铁、钴、镍等物质;(2)看物体是否具有指向性,即将它用细线悬挂(或用针尖支起来),使之能在水平面内自由转动,静止时看是否总指向南北;(3)利用磁极间相互作用规律:让物体靠近小磁针,看是否能和小磁针某一磁极相排斥。如果能,物体具有磁性,否则,物体没有磁性。计算机、磁悬浮列车等是磁性材料在高科技领域中的应用。
3.硬度
材料有软有硬。较硬的材料能使较软的材料产生凹陷、划痕,或切削,磨损较软的材料。硬度就是描述材料坚硬程度,即阻止其被刮破、刮伤或产生凹陷能力的物理量。
如何用实验研究材料的硬度呢?
实验装置如图,自选若干待测材料如肥皂、橡皮泥、塑料、铝片、瓷片等,将被测材料置于一个空心竖直管的底部,从管的顶部释放一钢钉,钢钉作用在该材料上会产生一个小小的凹痕。从凹痕的大小和深度,判断材料的硬度并排序。
说明:比较物质的硬度最简单的方法就是相互“较量”。
探究结论:由软到硬的顺序是:橡皮泥、肥皂、塑料、铝片、瓷片。
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