6.3测量密度--2025-2026学年教科版八年级上册物理教学课件

6.3 测量密度学习目标进一步巩固密度的概念和公式，明确测量密度的原理是 ρ=m/V。熟练掌握用天平和量筒（或量杯）测量不同状态（固体、液体）物质密度的实验技能。学会分析测量过程中产生误差的原因，并能采取相应措施减小误差。了解测量密度的特殊方法，能运用这些方法解决实际测量问题。通过多次实验操作，培养严谨的科学态度和实事求是的实验精神，提高实验探究能力。复习回顾密度的公式：ρ=m/V，其中 ρ 表示密度，m 表示质量，V 表示体积。测量质量的工具：天平，使用时要遵循 “放、调、称、读、收” 的步骤。测量体积的工具：量筒（或量杯），读数时视线要与液体凹液面的底部相平（或凸液面的顶部相平）。提问：要测量一种物质的密度，需要测量哪些物理量？如何测量？引出本节课的主题 —— 测量密度。测量密度的原理测量密度的依据是密度公式 ρ=m/V，只要用合适的工具测出物体的质量 m 和体积 V，就可以通过公式计算出物质的密度。说明：对于不同状态的物质（固体、液体），测量质量和体积的方法有所不同，需要根据具体情况选择合适的测量方法。测量固体的密度形状规则的固体（以正方体铁块为例）实验目的：测量形状规则的正方体铁块的密度。实验器材：天平、砝码盒、刻度尺、正方体铁块。实验步骤：用天平测出铁块的质量 m，并记录。用刻度尺分别测出正方体铁块的棱长 a（多次测量取平均值，减小误差）。根据正方体体积公式 V=a³，计算出铁块的体积 V。根据密度公式 ρ=m/V，计算出铁块的密度。数据记录与计算：铁块的质量 m/g铁块的棱长 a/cm铁块的体积 V/cm³铁块的密度 ρ/（g・cm⁻³）792.08.09.875注意事项：测量棱长时，要在不同位置多次测量，取平均值，以减小测量误差。天平测量前要调平，测量时物体放左盘，砝码放右盘。形状不规则且不溶于水的固体（以石块为例）实验目的：测量形状不规则且不溶于水的石块的密度。实验器材：天平、砝码盒、量筒、水、细线、石块。实验步骤：用天平测出石块的质量 m，并记录。在量筒中倒入适量的水，记下水的体积 V₁。用细线系住石块，将石块轻轻放入量筒中，使石块完全浸没在水中，记下水和石块的总体积 V₂。计算石块的体积 V=V₂-V₁。根据密度公式 ρ=m/V，计算出石块的密度。数据记录与计算：石块的质量 m/g水的体积 V₁/cm³水和石块的总体积 V₂/cm³石块的体积 V/cm³石块的密度 ρ/（g・cm⁻³）504060202.5注意事项：量筒中倒入的水要 “适量”，即能完全浸没石块，且石块放入后水面不超过量筒的最大测量值。石块要缓慢放入量筒中，避免水溅出，若有水溅出，会导致测量的体积偏小，密度偏大。读数时，量筒要放在水平台上，视线要与凹液面底部相平。形状不规则且溶于水的固体（以白糖为例）实验目的：测量形状不规则且溶于水的白糖的密度。实验器材：天平、砝码盒、量筒、细沙（或面粉）、白糖。实验步骤：用天平测出白糖的质量 m，并记录。在量筒中放入适量的细沙，摇平后记下细沙的体积 V₁。将白糖放入量筒中，与细沙充分混合均匀，摇平后记下白糖和细沙的总体积 V₂。计算白糖的体积 V=V₂-V₁。根据密度公式 ρ=m/V，计算出白糖的密度。数据记录与计算：白糖的质量 m/g细沙的体积 V₁/cm³白糖和细沙的总体积 V₂/cm³白糖的体积 V/cm³白糖的密度 ρ/（g・cm⁻³）305070201.5注意事项：细沙要干燥，且与白糖混合均匀，摇平后再读数，确保体积测量准确。选择的细沙颗粒要小，这样测量的体积更准确。测量液体的密度实验目的：测量盐水的密度。实验器材：天平、砝码盒、烧杯、量筒、盐水。实验步骤：用天平测出烧杯和盐水的总质量 m₁，并记录。将烧杯中的一部分盐水倒入量筒中，记下量筒中盐水的体积 V。用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量 m₂，并记录。计算量筒中盐水的质量 m=m₁-m₂。根据密度公式 ρ=m/V，计算出盐水的密度。数据记录与计算：烧杯和盐水的总质量 m₁/g量筒中盐水的体积 V/cm³烧杯和剩余盐水的总质量 m₂/g量筒中盐水的质量 m/g盐水的密度 ρ/（g・cm⁻³）180100751051.05注意事项：向量筒中倒盐水时，要尽量倒干净，但不要用力摇晃烧杯，以免盐水溅出。读数时，量筒要放在水平台上，视线与凹液面底部相平。此方法可以避免因烧杯壁沾有液体而导致的体积测量误差。测量密度的误差分析测量固体密度时的误差分析测量结果偏大的情况：测体积时，石块放入量筒中导致水溅出，测得的体积 V 偏小，根据 ρ=m/V，密度 ρ 偏大。砝码生锈，砝码的实际质量大于标注质量，测得的质量 m 偏大，密度 ρ 偏大。测量结果偏小的情况：测质量时，天平未调平，指针偏右就开始测量，测得的质量 m 偏小，密度 ρ 偏小。测体积时，石块未完全浸没在水中，测得的体积 V 偏小（实际体积更大），计算出的密度 ρ 偏小。测量液体密度时的误差分析测量结果偏大的情况：向量筒中倒液体时，未倒尽，烧杯中剩余液体偏多，测得的液体质量 m 偏小，而体积 V 测量准确，根据 ρ=m/V，密度 ρ 偏小（此处原分析有误，修正：未倒尽时，m 测量值是倒出的质量，若剩余多，则 m 偏小，V 准确，ρ 偏小）。读数时，俯视量筒内液体的体积，测得的体积 V 偏小，质量 m 测量准确，密度 ρ 偏大。测量结果偏小的情况：读数时，仰视量筒内液体的体积，测得的体积 V 偏大，质量 m 测量准确，密度 ρ 偏小。天平使用前，游码未归零，测得的质量 m 偏大，体积 V 准确，密度 ρ 偏大（此处原分析有误，修正：游码未归零，测量的 m₁和 m₂都偏大，差值 m 不变，对结果无影响）。测量密度的特殊方法没有量筒，只有天平 —— 测液体密度（以测酱油密度为例）实验步骤：用天平测出空烧杯的质量 m₀。在烧杯中装满水，用天平测出烧杯和水的总质量 m₁，根据 V 水 =(m₁-m₀)/ρ 水，算出烧杯的容积 V=V 水。将烧杯中的水倒出，擦干后装满酱油，用天平测出烧杯和酱油的总质量 m₂。酱油的质量 m=m₂-m₀，酱油的体积 V 酱油 = V=V 水。根据 ρ 酱油 =(m₂-m₀)/(m₁-m₀)×ρ 水，算出酱油的密度。原理：利用同一容器的容积不变，即水的体积等于酱油的体积。没有天平，只有量筒 —— 测固体密度（以测木块密度为例，已知水的密度）实验步骤：在量筒中倒入适量的水，记下水的体积 V₁。将木块放入量筒中，木块漂浮在水面上，记下水和木块的总体积 V₂，木块排开水的体积 V 排 = V₂-V₁。根据阿基米德原理，木块受到的浮力等于重力，即 G=F 浮 =ρ 水 gV 排，所以木块的质量 m=ρ 水 V 排 =ρ 水 (V₂-V₁)。用细针将木块完全压入水中，记下水和木块的总体积 V₃，木块的体积 V=V₃-V₁。根据 ρ=m/V=ρ 水 (V₂-V₁)/(V₃-V₁)，算出木块的密度。原理：利用漂浮条件求出物体的质量，再测出物体的体积，进而算出密度。微小物体密度的测量（以测一粒米的密度为例）实验步骤：用天平测出 50 粒米的总质量 m，算出一粒米的质量 m₀=m/50。在量筒中倒入适量的水，记下水的体积 V₁。将 50 粒米放入量筒中，记下水和米的总体积 V₂，算出 50 粒米的总体积 V=V₂-V₁，一粒米的体积 V₀=V/50。根据 ρ=m₀/V₀，算出一粒米的密度。原理：累积法，通过测量多个相同微小物体的总质量和总体积，再算出单个物体的密度，减小测量误差。课堂活动：测量未知固体的密度活动任务：小组合作，测量老师提供的未知固体（如塑料块、陶瓷片）的密度，记录实验数据并计算，分析可能产生的误差。实验器材：天平、砝码盒、量筒、水、细线、未知固体。活动要求：先判断固体的形状是否规则、是否溶于水，选择合适的测量方法。严格按照实验步骤操作，认真记录数据。计算出密度后，与其他小组交流结果，分析差异产生的原因。成果展示：各小组派代表汇报实验过程、数据记录、计算结果及误差分析，老师进行点评。随堂练习测量物质的密度的原理是______。用天平和量筒测量某金属块的密度时，先测出金属块的______，再测出金属块的______，最后用公式计算出密度。测量形状不规则的固体体积时，通常采用______法，即先在量筒中倒入适量的水，记下体积 V₁，再将固体放入量筒中，记下体积 V₂，则固体的体积 V=______。某同学测量一块矿石的密度，用天平测得矿石的质量为 54g，用量筒测得矿石的体积为 20cm³，则矿石的密度是______g/cm³，合______kg/m³。测量液体密度时，若先测出空烧杯的质量，再测出烧杯和液体的总质量，然后将液体全部倒入量筒中测体积，这样测得的密度会______（选填 “偏大”“偏小” 或 “不变”），原因是______。答案ρ=m/V质量；体积排水；V₂-V₁2.7；2.7×10³偏大；烧杯壁上会沾有部分液体，导致量筒中测得的液体体积偏小，根据 ρ=m/V，质量测量准确，体积偏小，密度偏大总结测量密度的原理是 ρ=m/V，需要测量物体的质量和体积。对于形状规则的固体，用刻度尺测体积；形状不规则的固体，用量筒排水法测体积（溶于水的固体用替代法）。测量液体密度时，采用 “剩余法” 可以减小误差，即先测总质量，倒出部分液体后测剩余质量，两者差值为倒出液体的质量，量筒测倒出液体的体积。要学会分析测量过程中的误差，采取措施减小误差，提高测量的准确性。对于特殊情况（没有天平或量筒、微小物体），可以采用相应的特殊方法测量密度，体现了物理知识在实际中的灵活应用。通过本节课的学习和实验，进一步提高了实验操作技能和分析问题、解决问题的能力。 （2）分度值:量筒上相邻两条刻度线示数的差值为量筒的分度值（分度值越小越精确）.（3）最大测量值（量程）：量筒最上面的刻度所对应的数值.3.使用方法（1）会选：在测量前应认清量筒的标度单位、量程和分度值，根据被测物体的体积和测量精确度的要求选择合适的量筒.（2）会放：使用量筒测量体积时，应将量筒放在水平台面上.（3）会读：读数时，视线要与量筒内液体的液面相平.量筒内的液面大多是凹液面（如水、煤油的液面），但也有液面是凸液面（如水银的液面）.在读数时，视线应和液体凹液面的底部（或凸液面的顶部）相平，读出液体的体积（不估读），如图甲、乙所示.（4）会记：记录的结果由数字和单位组成.特别提醒量筒读数时不能“仰视”与“俯视”的原因 C   （1）不溶于水且在水中会沉底的固体（2）不溶于水且在水中会漂浮的固体（3）在水中会溶解的固体 10小 1.测量盐水的密度特别提醒不测液体密度，只测液体质量时，应先测空容器的质量，后测液体和容器的总质量；如果测液体的密度，在测液体的质量时，应先测液体和容器的总质量，倒出部分液体后再测容器和剩余液体的总质量.典例3 [ 云南中考 ] 妈妈制作了一杯奶茶，小明想知道奶茶的密度，他将奶茶带到实验室进行了测量．（1）将托盘天平放在______工作台上，将游码移至标尺左端的__________处，当横梁静止时，指针位置如图甲所示，应将平衡螺母向____调节，直到指针对准分度盘的中央刻度线．水平零刻度线右 80104.2  1.05 （4）在步骤②中，有少量的奶茶附着在量筒液面上方的内壁上，测得的奶茶密度比真实值____（选填“大”或“小”），烧杯中剩余奶茶的密度______（选填“变大”“变小”或“不变”）．大不变 2.测量小石块的密度典例4 [ 哈尔滨模拟 ] 小京测量金属块的密度时，先将金属块放在调节好的天平上测量其质量，天平平衡后，右54202.7  3.实验拓展：特殊方法测小石块密度（1）有天平无砝码（2）有天平无量筒（3）有量筒无天平（曹冲称象法）知识点1 量筒的使用与读数1. [2024·扬州月考]在使用量筒测量水的体积时，读数情况如图所示，则正确的读数方法是 (填“甲”“乙”或“丙”)，水的体积为 mL；如果按甲的方式读数那么结果会 ⁠。乙　42　偏大　知识点2 测量固体的密度2. [2023·东营]在用天平、量筒和水测量小石块的密度时，下列说法正确的是(　D　)D3. [2023·北京]小强用天平和量筒测量土豆的密度，由于土豆太大，不能放入量筒中，他将土豆切下来一小块进行实验。(1)将天平放在水平台面上，游码归零后，发现指针指示的位置如图甲所示，则应将平衡螺母向 ⁠端移动，使横梁水平平衡。右　(2)将土豆放在天平的左盘，当右盘中砝码的质量和游码在标尺上的位置如图乙所示时，横梁再次水平平衡，土豆的质量为 g。(3)用量筒测出土豆的体积为40 cm3。(4)该土豆的密度为 g/cm3。42.4　1.06　知识点3 测量液体的密度4. [2023·武汉期末]为了测盐水的密度，某实验小组制定如下的实验计划：①测出空烧杯的质量；②测出烧杯和倒入盐水的总质量；③在量筒中装入适量盐水，测出盐水的体积；④测出量筒中剩余盐水的体积；⑤将量筒中一部分盐水倒入烧杯中；⑥根据实验数据计算盐水的密度。以上实验步骤安排最合理的是(　B　)B5. [2023·绵阳]菜籽油是人们的主要食用油，不溶于水。请帮助小绵同学测定菜籽油密度。 　　 (1)初步判断菜籽油密度与水密度的大小关系。向水中滴入几滴菜籽油，菜籽油最终漂浮在水面上，小绵据此判断菜籽油的密度 (填“小于”“等于”或“大于”)水的密度。小于　(2)测定菜籽油密度。进行如下操作：①把托盘天平放在水平桌面上，先将游码放到零刻度线处，再调节平衡螺母使横梁平衡；②用托盘天平测得装有菜籽油的烧杯总质量m0＝63 g；③将烧杯中的部分菜籽油倒入量筒中，油面位置如图甲所示；④再将装有剩余菜籽油的烧杯置于托盘天平左盘，横梁平衡后，放在右盘中的砝码和游码位置如图乙所示，则倒入量筒中的菜籽油质量m＝ g；⑤测得菜籽油密度ρ＝ ×103 kg/m3。36　0.9　 6. [科学探究][2023·南充]小明同学利用以下器材设计甲和乙两种方案测量金属球的密度，按图所示完成以下步骤。方案甲　器材：天平、量筒、水、细线(质量和体积均不计，不吸水)(1)他先将天平放在水平桌面上，游码置于“0”刻度线，调节平衡螺母，直至天平平衡。(2)接着他按如图A所示的方法来称量金属球的质量，其中有两个错误：①用手拿取砝码；② ⁠ ⁠。(3)改正错误后，正确测出金属球的质量和体积，如图B和图C所示，密度的测量值是 g/cm3。7.2　物体和砝码的位置放反了　方案乙　器材：电子秤、溢水杯、水①用电子秤测出金属球的质量，如图D所示。②将金属球放入溢水杯中，然后向溢水杯中注满水，测出总质量，如图E所示。③缓慢取出金属球，再向溢水杯中补满水，测出此时总质量，如图F所示。(4)金属球密度的测量值是 g/cm3，实验中取出金属球时会带出一些水，则金属球密度的测量值将 ⁠ (填“偏大”“偏小”或“不变”)。(5)评估：在所有操作均正确的情况下，小明同学发现两种方案测量结果依然有差异。进一步分析发现产生差异的原因是 ⁠。7.5　不变电子秤测量的体积比量筒测量的体积更精确  (5)产生差异的原因是电子秤测量的体积比量筒测量的体积更精确。7. 老师布置班级小组同学自己配置盐水，然后尝试用多种方法测量盐水的密度。其中一种方法：用天平设计一架测量盐水密度的密度秤，用两个相同的烧杯分别取20 mL的水和盐水装入其中，放在天平两边的托盘上(天平已调节平衡，游码归零)，仅通过调节游码使天平再次平衡，然后根据游码位置就能知道盐水密度。(1)使用这架盐水密度秤时，天平左盘烧杯中应该倒入 . (填“水”或“盐水”)。(2)若使用时，盐水密度秤如图所示，则盐水密度是 . g/cm3，这个密度秤的量程是 ⁠ g/cm3，若要提高量程，则可以 ⁠ ，为了提高测量精度，可取体积 (填“大”或“小”)一些的盐水。盐水　1.15　1.0～1.25减小液体的体积大　 8. [特殊装置测密度][2023·包头]小聪利用注射器、天平(带砝码)测量酒精的密度。(1)将天平放在水平台上，游码调至标尺左端零刻度线处，指针位置如图甲所示，应将平衡螺母向 ⁠移动，使天平横梁水平平衡。右　(2)用注射器抽取适量酒精，体积如图乙所示，为 mL。将装有酒精的注射器放到天平上，测得注射器和酒精的总质量为28 g。10　(3)用注射器继续抽取酒精至20 mL处，再将注射器放到天平上，测得注射器和酒精的总质量如图丙所示，为 g，测得酒精的密度为 g/cm3。35.8　0.78　(4)若第2次使用注射器抽取的酒精中混有气泡，则测得的酒精密度值 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。(5)【开放性试题】本实验使用注射器的优点是 ⁠ (写出一条即可)。偏小　取样准确(合理即可)