辆轿车启动后第5秒时,车受到的合力为多大? (写出计算过程)
第四讲 质量、密度和压强
知识要点 1、质量
(1).定义(m): 的多少叫质量。
①质量国际单位是: 。其他有: 、 、 、,1吨= 千克= 克= 毫克 ②物体的质量不随 , , 和 而改变。是物体的物理 。 ③质量测量工具: 、 、 和 。实验室常用 测质量。 (2).天平的正确使用:
①把天平放在 上,把游码放在标尺左端的 处;②调节 ,使指针指在分
度盘的 处,这时天平平衡;③把物体放在 盘里,用镊子向 盘加减砝码并调节
在标尺上的位置,直到横梁恢复平衡;④这时物体的质量等于右盘中砝码总 加上游码所对的 。
使用天平应注意:①不能超过 ;②加减砝码要用 ,且动作要轻;③不要把潮湿的物体和化学药品 放在托盘上。 2、密度
(1).定义:某种物质 叫做这种物质的密度。用ρ表示 ,m表
3
示 ,V表示 ,计算密度公式是 ;密度单位是 ,1克/厘米=
3
千克/米;
3
密度是物质的一种 ,不同种类的物质密度一般 。水的密度ρ= 千克/米 (2).用天平和量筒测定固体和液体的密度: 原理:
步骤:固体________________________________________________________________ 液体________________________________________________________________
(3).密度知识的应用:(1)鉴别物质:用 测出质量m和用 测出体积V就可据公式: 求出物质密度。(2)求质量:m= 。 (3)求体积:V= 。 3.压力
(1)定义:__________在物体_______上的力。
(2)方向:总是与被压物体表面_______并指向被压物体_______。 (3)压力的作用点在___________上。
(4)压力有时由重力引起,这时它的大小与重力有关;有时不是由重力引起,它的大小与重力无关。
(5)压力的作用效果:压力的作用效果不仅跟____________有关,还与______________有关。 4.压强
(1)压强的物理意义:压强是表示_____________________的物理量。
(2)定义:____________________________叫压强.任何物体能承受的压强都有一定的限度。 (3)公式和单位:
压强公式为______________,其中______表示压力,单位为______;______表示受力面积,单
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位为______;______表示压强,单位为______,专用名称叫______,简称帕,符号为____。 这个公式适用于固体、液体和气体。 (4)增大压强的方法:
________________________________________________________。 减小压强的方法:
________________________________________________________。 5.液体的压强
(1)液体压强特点:__________________________________________________; __________________________________________________; __________________________________________________。 (2)公式和单位
3
液体压强公式为_________,其中ρ表示_________,单位为千克/立方米(kg/m);g为常数,一般取9.8 N/kg;h表示_________,即自由液面到所求液体压强处的距离,单位为米(m);p表示压强,单位为帕斯卡(Pa).
液体压强只与液体密度和深度有关,与液体重、容器的横截面积(粗细)等因素无关。 6.连通器
(1)定义:________________________________的容器叫连通器。
(2)特点:如果连通器中只有一种液体,在液体____________情况下各容器中的液面___________。
(3)应用:茶壶的壶身与壶嘴组成连通器,锅炉与外面的水位计组成连通器,水塔与自来水管组成连通器,此外船闸也是利用连通器的道理工作的。 7.大气压强
(1)概念:大气对浸在它里面的物体的压强叫大气压强,简称大气压或气压。大气压是由于气体___________且具有___________而产生的。 (2)大气压的测量 ①两个著名实验
世界上筹名的证明大气压强存在的实验是“___________实验”,实验者是德国马德堡市市长奥托·格里克。
第一个准确测量出大气压值的实验是“___________实验”,实验者是意大利科学家托里拆利。 ②气压计:测量大气压的仪器。主要有水银气压计和无液气压计两种,氧气瓶上的气压计就是一种无液气压计。
③标准大气压:托里拆利通过实验测得的水银柱高度为___________,通常把这样大小的气压叫做标准大气压。1标准大气压=_______mm水银柱(汞柱)= ___________Pa,在粗略计算时,标准大气压的值可以取_______ Pa. (3)大气压的变化
①大气压与高度:大气压随高度的___________,但这种变化是不均匀的。在海拔3000 m以内,大约每升高10 m,大气压减小100 Pa。
②大气压与沸点:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。高原上气压低,水的沸点低于100℃,所以高山上用普通锅煮饭煮不熟,是因为高山上的 低,所以要用高压锅煮饭,煮饭时高压锅内气压 ,水的沸点 ,饭容易煮好。
③大气压与天气有关,一般情况是晴天的气压比阴天高,冬天气压比夏天高。 (4)大气压的应用:活塞式抽水机和离心式水泵都是利用大气压工作的。 8.液体(气体)压强与流速的关系
在气体和液体中,流速越大的位置压强越小。
典型例题
1、 质量的测量
【例题1】用调好的天平称物体的质量。当左盘中放入待测物体,右盘中加入35g砝码时,天平指针偏向分度盘右边,这时 〔 〕
A.向右盘中加砝码 B.减少右盘中的砝码
C.将游码向右移动 D.将右端的平衡螺母向左调节 【例题2】某同学在使用托盘天平称物体质量时,采用了如下步骤:
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(1).把天平放在水平桌面上,把游码放在标尺左端零点上; (2).调节天平横梁右端螺母; (3).将被测物体放在右盘里; (4).根据估计用手将砝码放在左盘里,再移动游码直到横梁平衡;
(5).计算砝码的总质量,并观察游码所对应的刻度值,得出所称物体的质量; (6).称量完毕把砝码放回盒内。
以上有三个步骤中各有遗漏和错误。请在下列横线上写出这些遗漏和错误步骤的序号,并在横线上加以补充或纠正:
A. B. C. 【解析】
使用天平测细小物体质量,要注意天平的最小称量。若被测物体的质量小于最小称量,应采用“测多数取平均值”的方法来求得,这种方法通常也叫“累积法”。例如,一张邮票、一粒纽扣、一颗黄豆、一小段棉线等的质量,都可用“累积法”测量。 2、对密度公式ρ=m/V的正确理解 (1).物体的密度由公式ρ=m/V计算。 (2).同种物质,密度相同,物体的质量m与体积V成正比,即当ρ一定时,m1/m2=V1/V2 (3).不同的物质,密度不同,当体积一定时,物体的质量m与密度成正比,即当V一定时,m1/m2=ρ1/ρ2,当质量一定时,物体的体积与密度成反比,即当m一定时V1/V2=ρ2/ρ1。
【例题3】物体a的体积是物体b的体积的1/2,将物体a放在已调好的天平左盘,物体b放在天平的右盘,天平恰好平衡,则物体a的密度ρa与物体b的密度ρb的比值: A.2:1 B.1:2 C.4:1 D.1:4 3、测定物质密度的有关技法 (1).观察比较法
观察比较法是物理学中常用的方法之一,他要求对各种物理现象、物理实验在观察的基础上,与确定的对象(或标准)进行比较后,做出正确的判断或结论。 【例题4】将16g盐完全溶解在如图1甲所示的量筒内的水中,液面升高后的位置如图1乙所示,则图乙中盐水的密度为 。 (2).程序法
物理现象的发生有其自身规律,物理实验的操作有一个合理的步骤,实图1 验仪器的调节也有一定的次序,依据“步骤”、“次序”来分析现象、解答问题的方法就称为程序法。 (3).替代法测密度
对形状不规则的固体采用溢水法。将被测物体浸没在盛满水的容器中,细心收集被溢出的水,并用运用V水=m水/ρb方法计算出体积,该水的体积就是这个固体的体积。
【例题5】给你天平、量筒和水,要测出石蜡的密度,还需要哪些辅助器材?写出实验步骤。 【解析】
该实验的关键是测出石蜡的体积,由于石蜡不下沉,可用细线把它和一铁块捆在一起浸入水中,用排水法测出体积,因此该实验还需要的辅助器材有:铁块、细线。 实验步骤:(1)_____________________________。 (2)_____________________________。 (3)_____________________________。 (4)_____________________________
(5)算出石蜡的体积V蜡=______________,则ρ蜡=_____________ 4、判断物体是“空心”还是“实心”
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(1) 比较密度:根据公式ρ物=m物/ V物,求出ρ物,再与该物质密度ρ比较,若ρ物<ρ,则
为空心,若ρ物=ρ,为实心。
(2)比较体积:把物体作为实心物体对待,由公式V=m/ρ,求出V,再与V物比较。若V<V物,
则该物体为空心,若V= V物,则该物体为实心。
(3)比较质量:把物体作为实心物体对待,由公式m=ρV,求出体积为V的实心物体的质量,然后将m与物体实际质量m物比较,若m>m物,则该物体为空心,若m=m物,则该物体为实心。
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【例题6】有一铁球质量为50kg,体积为1×10m,试判断此球是空心还是实心的?(已知铁
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的密度为7.9×10kg/m) 【解析】
(1)比较体积 _______________________________________________ (2)比较质量_______________________________________________ (3)比较密度 _______________________________________________
5.重力与压力的区别
(1)重力是由于地球吸引而使物体受到的力,施力物体是地球,受力物体是地面附近 的一切物体。
(2)压力是垂直作用在物体表面上的力,是由于物体间的挤压形变而产生的,施力物体是施加压力作用的物体,受力物体是被压物体。
(3)重力的方向总是竖直向下;压力方向总是垂直于支撑面,由于物体支撑面有不同的方向,所以压力也有不同的方向。
【例题7】下列说法正确的是 〔 〕 A.压力是由于物体重力引起的 B.物体对支撑面的压力总等于重力 C.相互接触的物体间必存在压力 D.压力的方向不一定竖直向下
6.灵活运用压强公式进行计算
(1)利用p=F/S计算固体压强的关键是确定受力面积,解题时,要抓住“受力”二字, 分析物体表面到底有多大面积受到压力作用,而不能取任意的一个面积代入。
(2)解题的思路:①根据物体平衡条件和物体间相互作用规律求出压力F;②确认受力面积S;③再根据公式p=F/S求出压力对受力面的压强,要特别注意压力和重力的区别。
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【例题8】芭蕾舞演员体重为475N,每只脚掌面积为150cm,表演时足尖与地面的接触面积为242
9.5cm;大象的体重为6×10N,每只脚掌面积600cm。求:
(1)芭蕾舞演员足尖着地表演时和大象四脚着地时各自对地面的压强。
(2)芭蕾舞演员和大象是否都能在冰冻的河面上行走?(封冻河面能承受的最大压强是3.4×4
10Pa)
7.公式p=F/S和p=ρgh的综合运用
【例题9】如图1所示,放在水平面上容器内装有质量为1kg的水,若水深h=18cm,容器底面
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积S=50cm,不计容器的质量。 求:(1)离容器底8cm处有一个A点, A电处受到水的压强和方向;(2)水对容器底的压力和压强;(3)容器对桌面的压力和压强。 【解析】
1 当遇到容器形状是规则的柱形,可以灵活运用公式p=F/S与p=ρgh图解决问题,液体对容器底
部的压力就等于液体的重力,即F=G,可以利用液体的压强公式:p=F/S进行分析或计算。
8.连通器的应用
【例题10】如图2所示,容器A、B内盛有液面在同一水平面的清水,用带有阀门K的斜管将两容器相连,当将阀门K打开时水将 流
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图2
动。(填“会”或“不会”)
9.托里拆利实验与大气压强
【例题11】在托里拆利实验中,要使管中的水银的长度增大一点,可以采用 〔 〕 A.将玻璃管向上提一提 B.将玻璃管向下插一插 C.给水银槽中再加些水银 D.将玻璃管倾斜一点
考点训练
A组
1.7.9×103kg/m3= g/cm3 1L= mL; 1mg= kg; 2.铝锅的质量540g,铝盆的质量是270g,铝块的质量是27g,则组成物体的密度之比为 。 3.甲、乙两物体,甲的质量是乙的质量的3倍,乙的体积是甲
a 的体积3/5,则组成甲、乙两物体物质的密度之比为 ,若b c 将
甲的体积截去1/3,将乙物体截去2/3,甲、乙两物体剩余部分的密
图2 度之比为 。
4.甲、乙两个物质的密度之比为3:2,若用它们分别掳做成一个实心物体,则质量之比和体积之比可能是 [ ]
A.5:2 3:5 B.4:1; 8:3 C.2:1 3:2 D.4:3 1:2 5.如图3所示,三个相同的烧杯,分别装有质量相同的酒精、水、盐水,则装酒精的是〔 〕 A.甲杯 B.乙杯 C.丙杯 D.无法判断
6.用天平测出质量100g的水,步骤有:
乙 丙 甲 a.使天平的衡梁平衡 图3 b.往可盘加入,100g的砝码
c.把空玻璃杯放在天平的左盘上,往右盘加砝码以及移动游码,使天平横梁平衡
d.要空玻璃杯中慢慢注入水使横梁平衡,这时玻璃杯中的水这是所需称量的100g的水在上述实验步骤中,正确的实验顺序是 〔 〕
A.a→b→c→d B.a→c→d→b C.a→c→b→d D.a→d→c→b
7.质量为60g的无色透明液体,其体积为75mL,则该液体可能是〔 〕 A.水 B.煤油 C.酒精 D.硫酸
8.冬天,水里的水结成冰后,常会使水缸破裂,因为水结成冰时,体积膨胀,500dm3的水结成冰后,它的体积和质量的变化分别是 〔 〕 A.增大10dm3;减小 B.增大56dm3;不变 C.增大100dm3;变大 D.增大56dm3;无法确定 9.使用托盘天平,如果在调节横梁平衡时,忘记将游码拨到标尺左端的“0”刻度线上,使用它来测量物体的质量时,测量值比真实值偏大,为什么?
10.一架天平的砝码盒中各砝码的质量及个数见下表天平的游码标尺如图4所示,
15215砝
00g 0g 0g 0g g 码 图4
个(1)当他准备向右盘加砝码时,首先脑子时应想的
1 1 2 1 1 数
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