一、质量的概念
一切物体都是由物质组成的,组成物体的物质有多有少,物理中把物体所含物质的多少称为质量,用字母m表示。从字面上看,“质量”中的“质”指的是物质,“量”即数量、多少,合起来就是指物质的多少。如桌子、凳子是物体,它们都是由木头构成的,木头是物质。桌子含有的木头比凳子多,所以桌子的质量比凳子大。
【例1】天平的每个砝码都有一定的质量,它们的质量在下述情况中会发生变化的是( )
A.用摄子取放砝码
B.气温升高
C.掉在干净的水泥地板上砸了一下
D.生锈了
【解析】题目考察质量的定义。质量是指物体所含物质的多少,从这个定义可以看出,只有物体所含物质的多少能影响质量的大小,其它因素如形状、位置、状态、温度等不能影响。砝码掉在干净的水泥地板上,可能会引起形状的变化,不影响质量。砝码生锈表明有新的物质生成,质量要改变。
【答案】D
二、质量的单位及换算
国际单位制中质量的单位是千克,符号是:kg。常用的质量单位还有吨(t)、克(g)、毫克(mg)。它们的换算关系是:1t=103kg 1kg=103g 1g=103mg
四个国际单位中,从大到小依次为吨、千克、克、毫克,相邻两个单位前面的是后面的103倍,后面的是前面的10-3倍。进行单位换算时,最好运用科学记数法,但如果数学上这部分学的不好,就不要用了,免得增加犯错误的机会。
【例2】完成下列单位换算
3×105kg=t=mg;
【解析】先把三个单位从大到小排序,t大kg小,且二者相邻,所以把kg换算成t时直接乘以10-3;要换算成mg,建议不要从t接着进行,而是还从kg开始换算,这样能避免因中间换算出现错误而导致最后结果错误。kg、mg中间隔着g,所以要乘以106。
【答案】3×102;3×1011
三、估测物体的质量
要估测物体的质量,就需要大家对质量的单位建立感性认识,方法是结合日常生活中物体的质量去感受1kg、1g等有多大。这里需要知道日常生活中质量的单位常用公斤、斤、两,它们不是法定计量单位,但知道它们与千克的关系有利于对质量国际单位的估算。1千克=1公斤=2斤,1斤=10两。如用磅秤称你的体重是100斤,合50kg;跟妈妈去菜市场买一只公鸡有4斤,合2kg;一只苹果有4两,合0.2kg或200g等。记住下列物体的质量:一头大象约5t;一名中学生约50kg;一枚一元硬币约6g;一张邮票约50mg
【例3】下列物体中质量约为2kg的是( )
A.两个鸡蛋 B.一只老母鸡 C.一头大绵羊 D.一张课桌
【解析】一个鸡蛋约50g,一头大绵羊几十千克,一张课桌也有十几千克,所以正确答案是鸡.
【答案】B
四、用天平测量质量
日常生活中常用的测量质量的工具有:案秤、台秤、杆秤。实验室常用的测量工具是托盘天平。天平的使用关键在“平”,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。
【例4】小东将天平放在水平台上,把游码归零后,发现指针静止时如图1所示,这时他应将横梁右端的平衡螺母向_______调节(选填“左”或“右”),使天平平衡。如果在称量过程中出现这种情况,他应该。
【解析】从图中看出,指针右偏,说明横梁左端高右端低,应把平衡螺母向左调(左右两端的都向左)。如果在称量过程中出现这种情况,说明右盘中砝码质量偏大,或游码向右移的太多,应该换更小的砝码或向左移动游码。
【答案】左;换更小的砝码或向左移动游码
五、测量微小固体的质量
微小的物体(如一枚大头针、一张纸、一张邮票等)含有的物质较少,质量太小,可能小于天平的分度值,所以无法直接测量其的质量。可以先取相同的微小物体n个,用天平称出总质量M,则一个小物体的质量m=M/n。这种方法叫“测多算少”或“累积法”。采用这种方法,不仅可以测量微小物体,还能提高测量结果的准确度,减小测量误差。
【例5】用天平测一粒米的质量,可采用的方法是( )
A.把一粒米放在天平盘里仔细测量
B.把一粒米放在一杯子中,称出其总质量,再减去杯子的质量
C.把一粒米放在天平盘里,反复测量再求出其平均值
D.先测出100粒米的质量,再通过计算求出每粒米的质量
【解析】一粒米的质量小于天平的感量,所以无论怎样仔细,也不可能测出质量,A错。同时C也错。米放在一杯子中,虽然能称出其总质量,但杯子去掉一粒米,用天平测得的质量不会变小,这样会得出一粒米的质量为零,不可能得出米的质量。B错。
【答案】D
六、测量液体的质量
液体的质量不能在天平上直接测量,必须借助于烧杯等容器进行。比如要测量墨水瓶中最多能盛多少水,必须要进行如下操作:①墨水瓶装满水,用天平测出墨水瓶和水的总质量;②用天平测出空墨水瓶的质量;③计算出水的质量。操作顺序可以有两种:①②③或②①③,哪一种操作顺序比较准确、科学呢?应该是后一种。若按前一种操作顺序,必须把墨水瓶里的水向外倒干净,可是墨水瓶里的水是倒不干净的,瓶壁上多少会沾有一些水,这样测量的水的质量不准确。大家应注意避免由设计的实验顺序不同而产生实验误差。
【例6】下面是用托盘天平称量盐水质量的几个步骤,请按合理的顺序将代表各步骤的字母填写在题后的横线上。
A.称出烧杯和盐水的总质量m总;
B.称出烧杯的质量m杯;
C.计算盐水的质量m盐水=m总-m杯;
D.将盐水倒入烧杯中。
合理的顺序为。
【解析】本实验是测量盐水的质量,应注意减小误差。若先测量总质量,再倒出盐水,测量烧杯质量,液体多少会沾在容器壁上一些,是倒不干净的,测量时应注意避免由此而产生实验误差。
【答案】BDAC
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