1、第二章 物质世界的尺度、质量和密度一、物体的尺度及其测量物质世界的几何尺度大小茫茫宇宙，浩瀚无边。科学家们用“光年”(光在1年中的行程)来度量它的大小。仙女座大星云是离我们最近的旋涡星系。它的直径约为16万光年，距离我们约为220万光年。人类生存的地球，是宇宙天体家庭中的一员，它的半径约为6400km我国上海市的金茂大厦，共88层，高420.5m。人的眼睛能分辨出的沙粒、头发等微小的物体的直径约为10-4m。宇宙万物都有一定的尺度，都要占据一定的空间。思考：在这幅图中从蛇头到蛇尾形象地表示了什么？说明了什么？长度的测量、长度用什么符号表示？、在国际单位制中，长度的单位是什么？用什么符号表示？常
2、用单位还有哪些？它们之间的换算关系如何？3、实验室测量长度的工具是什么？你都见过哪些测量长度的工具？4、这些测量工具有什么共同的特点？5、如何正确使用刻度尺测量物体的长度？1、长度的表示符号：L2、在国际单位制中，长度的单位为米，用符号m表示。常用单位还有千米（）、分米（dm）、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(m)、纳米(nm)等。1=10m 1dm=10-1m 1cm=10-2m 1mm=10-3m 1m=10-6m 1nm=10-9m3、实验室常用的刻度尺有直尺、卷尺、三角尺、游标卡尺、螺旋测微器（也叫千分尺）等。4、刻度尺的共同特点：都有零刻度；都有分度值；都有量程；在刻度尺的一端都标
3、有单位，在整刻度处标有数字。请同学们用你们手中的刻度尺测量物理课本的长、宽和厚度，记录下来，并在小组内讨论测量结果。动动手：动动手：展示你的测量结果 一小组选一人展示测量结果，另一小组选一人进行评价。归纳测量结果的表示方法：测量结果一般都用有效数字表示。由准确数字和1位估计数字组成的数字，叫有效数字。测量值由数字和单位组成。归纳总结：刻度尺的使用要做到“五对”根据不同的测量对象和具体要求选择合适的刻度尺。位置要放正，不能歪斜；厚刻度尺有刻度的一边要紧靠被测物体；零刻度磨损的要以另一刻度为零刻度开始测量。读数时视线要与尺面保持垂直。读数除准确读出分度值的数字(准确值)外,还要估读到分读值的下一位
4、数字(估计值)。记录测量结果时应该包括测量读数和测量单位。误差：通过比较小组内各成员所测得的结果，想一想为什么各位同学所测的数据，不完全相同？然后阅读课本回答下列问题：1、什么是误差？2、误差产生的原因是什么？3、误差与错误有什么区别？4、如何减小误差？、在测量中测量值与真实值总会有些差异，这种差异叫做误差。、测量误差是由于测量工具、测量方法、测量者等主观或客观因素引起的。所以测量误差是不可避免的。、误差和错误的区别误差不能避免只能减少，错误可以避免。、减少误差的方法：多测几次求其平均值体积的测量、体积用什么符号表示？、在国际单位制中，体积的单位是什么？用什么符号表示？常用单位还有哪些？它们之
5、间的换算关系如何？3、实验室测量体积的工具是什么？4、如何正确使用刻度尺测量物体的体积？1、体积的表示符号：V2、在国际单位制中，体积的单位为立方米，用符号m3表示。常用单位还有立方分米（dm3）、立方厘米(cm3)、升(L)、毫升(mL)等。1 m3=10 dm3=10 L 1 L=1 dm3 1 dm3=103 cm3=103 mL 1 mL=1 cm3 3、实验室常用的测量体积的仪器有量筒、量杯。对于体积的测量具有规则形状的物体，如长方体、正方体、球体等，只要测量出它们的长、宽、高或直径，就可以计算它们的体积。对于液体的体积，要使用专门的仪器测量，如量筒、量杯。对于形状不规则的固体，要用
6、特殊的方法测量它们的体积。量筒、量杯和它们的读数方法测量不规则固体的体积 测量小石块等不规则固体的体积时，可以使用量筒或量杯，借助排开水的体积间接测量出这个固体的体积。找一个小石块，测量它的体积。测量中造成误差的原因是什么？如何改进？练 习1.单位换算：（1）人头发直径约为 710-5 m=_ m；（2）地球的半径约为6.4106m=_ km；2给下列物体的长度填上合适的单位。（1）一个中学生的身高为1 650_；（2）课桌的高度是80_；（3）物理课本的宽为1.85_；（4）我国一元硬币的直径为2_。706.4103mmcmdmcm3.测量值和真实值之间总会有差别，这就是 ,我们不能消除 ,
7、但应尽量 ，其方法是 。4.某同学用一刻度尺测量物理课本的宽，记录为:17.82 cm、17.80 cm、17.81 cm、17.28 cm、17.81 cm,则物理课本的宽应为()A.17.50 cm B.17.503 cm C.17.8 cm D.17.81 cm 误差误差减小误差多次测量求平均值D5使用刻度尺测长度时，下面做法不正确的是（）A放置刻度尺时，刻度尺应沿所测长度放置，并必须从零刻线 量起 B看刻度尺时，视线要与尺面垂直，并要正对刻线 C读数时，根据所测长度末端靠近的刻线来读取数据 D记录时，要记下测量的数字和单位 6.下列情形中,不能用来测量物体长度的尺是（）A.零刻度已磨损
8、的尺 B.比物体的长度短的尺 C.刻度不均匀的尺 D.分度值不是毫米的尺 AC第二章 物质世界的尺度、质量和密度二、物体的质量及其测量请比较下列物体的相同点和不同点 铁钉铁锤 大玻璃杯小玻璃杯 课桌课椅 质量1、定义：物体所含物质的多少叫质量。2、符号：m。质量的单位 1、在国际制中，质量的单位：千克（kg）2、其他单位：吨（t）、克（g）、毫（mg）3、1 kg=1 000 g 1 t=1 000 kg 1 g=1 000 mg一头象质量约5_ t请估测下列物体质量一张邮票质量约50_mg一个中学生的质量大约是50_一枚1元硬币质量约10_kgg实验室里常用的测量质量的工具托盘天平托盘天平的
9、构造 分度标牌横梁游码平衡螺母指针天平使用时注意事项 1、称量物体的质量不得超过天平的量程。2、砝码要用镊子夹取，不可用手拿。3、加砝码应从大到小，减砝码应从小到大。4、读游码指示的质量值时，应以左边刻度为准。5、测量完毕砝码要装入盒内，并将游码归零。6、保持天平干燥、清洁。不要把潮湿的物体和化学药品直接放在天平盘里，不要把砝码弄脏，以免锈蚀。实验一：测量一支粉笔或圆珠笔的质量 请归纳出天平的使用方法使用方法：1、把天平放在水平台上，把游码放在标尺左端的零刻线处；2、调节横梁右端的平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处，这时横梁平衡；3、被测物体放在左盘，砝码放在右盘，调节游码，直到横梁恢复平衡。
10、4、物体质量砝码质量游码在标尺上所对应的数值。实验二：用天平称出小瓶中水的质量 归纳出用天平测液体质量的方法步骤测量液体的质量：（1）调节天平；（2）测量空烧杯质量m0；（3）将被测液体倒入烧杯，测量总质量m总；（4）被测液体质量：m=m总 m0。常用的测量质量的工具常用的测量质量的工具磅秤电子秤杆秤案秤 探究与讨论：1、把粉笔折断，再称量质量，比较粉笔形状变化前后的质量；2、称量一杯水的质量和粉笔的质量，把粉笔放入水中，比较两次称量的结果。通过两次对质量的测量，你发现了什么？冰水泥团泥人想一想：这些实例中，发生变化的是什么？没有发生变化的什么？国旗在太空中做环球旅行物体的质量不因为它的 、和
11、 的变化而变化。形状地理位置状态结论：1.请你进行单位换算 5 t=kg 50 kg=g 10 g=mg 50mg=g练 习50005104110451022.如果调节天平时，指针偏转情况如图所示。应将 （填“游码”或“平衡螺母”）向 移。l如果用调节好的天平称物体的质量时，指针偏转情况如下图所示。l应 或将 （填“游码”或“平衡螺母”）向 移。平衡螺母右游码右增加砝码3.如果调节天平时，指针偏转情况如图所示。应将 （填“游码”或“平衡螺母”）向 移。填“游码”或“平衡螺母”平衡螺母左游码左减少砝码第二章 物质世界的尺度、质量和密度三、学生实验：探究物质的密度 你知道下面的两个圆柱是什么材料的
12、吗？你如何知道的？试一试,你能行！我们鉴别物质，有很多时候，是靠气味、颜色、软硬、形状等特性来判断的，物质还有其他一些特性，也可以用来鉴别物质。实 验 探 究同种物质组成的物体，其质量与体积有什么关系。猜想与假设：同种物质组成的物体，其质量与体积可能成正比。制订计划与设计实验：用天平测出大小不同的物体的质量，再测出体积，通过计算比较来验证猜想，来探究规律。探究问题:进行实验与收集数据：数据记录表格：定义：在物理学中,把某种物质质量与体积的比叫做这种物质的密度。意义：某种物质单位体积的质量。密度密度=质量体积:密度m:质量=mVV:体积密度公式：基本单位：kg/m3常用单位：g/cm3单位 这两
13、个单位哪个大？333633kg/m10m10kg10g/cm1铝的密度是2.7 g/cm3 合 /m32.7103你能说出它们的物理意义吗？试一试阅读密度表，分小组讨论，你能发现一些什么？例题：体育课上用的实心铅球，质量是4,体积是0.57 dm3,通过计算说明：这个铅球是纯铅做的吗？解：根据密度公式可得答：由密度表知，铅的密度是11.3103 kg/m3，可见这个球不是纯铅做的。3333-kg/m1002.7m100.57kg4Vm小 结2、物理学中,把某种物质质量与体积的比叫做这种物质的密度。1、同种物质的质量与体积成正比。同一种物质的物体质量与体积的比值相同，不同种物质的质量与体积的比值
14、是不同的。=mV单位：（基本）千克/米3(kg/m3)（常用）克/厘米3(g/cm3)体积质量3、公式：密度=练 习1、酒精的密度为0.8103kg/m3，它表示的意思是()A、每立方米酒精的密度是0.8103kg B、每立方米酒精的质量是0.8103kg C、每立方米酒精的质量是0.8103kg/m3 D、每千克酒精的体积是0.8103m3 B 2、下列有关密度的说法中正确的是()A、一滴水的密度小于一桶水的密度 B、因为铝比铁轻，所以铝的密度小于铁的密度 C、液体的密度一定小于固体的密度 D、密度是物质的一种特性 D第二章 物质世界的尺度、质量和密度四、新材料及其应用【体验】生活中的新材料
15、活动1:到商场实际查看有自洁功能的衣服,或者从网络上查找一些有自洁功能衣服的资料。活动2:从网络上查找一些“绿色”能源、记忆合金的资料。1.纳米是什么单位?这个单位大小如何?2.纳米材料有什么特点?3.常见“绿色”能源有哪些?它们各有什么特点?4.记忆合金的主要成分是什么?记忆合金有什么特点?预 习探究 纳米材料新材料及其应用结合“体验”,思考下列问题:1.纳米材料的界定范围是 ,1nm=m。提示:纳米材料指制成材料的基本单元大小限制在1100 nm范围内的材料,这大约相当于10100个分子紧密排列在一起的尺度。纳米是一个长度单位,即1 nm=10-9 m。1100 nm10-92.纳米材料在
16、哪些方面表现出与普通材料不同的特殊性能?提示:纳米材料颗粒尺度的变小,引起了物质很多性质的改变,出现了一些奇异和反常的性质。例如,可以除味、杀菌、不沾水、不沾油等,物质的强度、硬度及韧性都发生质的变化,并具有了奇异的光学、热学、力学等奇异特性。答:可以抑制细菌生长、有自洁性能、可以增强韧性等。3.“绿色”能源举例绿色能源优点应用的方面锂离子电池体积 ,质量 、环保 、小型摄像机硅光电池 、效率 、成本低将太阳能转化为 能,应用于人造卫星、家庭生活和照明氢燃料电池无 、无 、效率 汽车等 设备小轻移动通信环保高电污染噪声高动力4.记忆合金的物理特性是什么?应用在哪些方面?答:温度达到某一数值时,
17、材料内部的晶体结构会发生变化,从而导致外形变化。应用在医学方面,如制造记忆合金医用支架,记忆合金制成弹簧等。一、纳米材料1.概念:将物质的尺度加工到_范围的材料,1m=_nm。2.特点:(1)抑制_生长,如抗菌奶瓶等。(2)_性能,如不沾_、油的衣服等。(3)增强_,如纳米陶瓷发动机的缸体等。1100nm109细菌自洁水韧性小 结二、“绿色”能源1.锂离子电池:体积_,质量_,能_充电,对环境污染_。2.硅光电池:把_能直接转换为_能,且无_。有_、多晶和非晶硅几种材料的硅光电池。3.氢燃料电池:使用化学元素_制造成的储存能量的电池,具有_、_、高效率的优点。小轻多次小太阳电污染单晶氢无污染无
18、噪声三、记忆合金1.主要成分:_和_。2.特点:当温度达到某一数值时,材料内部的_会发生变化,从而导致_的变化。镍钛晶体结构外形考点 纳米材料的应用【典例】纳米是长度单位,1nm=m。图示为世界上最小的发电机纳米发电机。纳米发电机主要依靠氧化锌等晶体材料在机械压力作用下产生电压,实现将能转化为能,为纳米器件提供电力。10-9机械电【思路导引】解答本题抓住以下关键点:(1)nm和m之间的进度为10-9。(2)分清原来具有的能,最后得到了什么能。【精讲精析】本题主要考查对纳米单位的掌握及能的转化形式的了解。1m=109nm。所以1nm=10-9m。纳米发电机需要机械压力才会产生电压,所以它是将机械
19、能转化为电能。【方法归纳】熟记各种新材料的特点(1)纳米材料具有自洁、抑制细菌生长等特点;(2)绿色能源具有高效、环保的特性;(3)记忆合金具有超强的“记忆”能力。1.丰富多彩的材料具有各种各样的性质,下列关于材料的性质及其应用的说法中正确的是()A.用钢铁做建筑材料,主要应用其导电性B.用橡胶做汽车轮胎,主要应用其硬度大C.机械表中的发条,主要应用其弹性D.玻璃能按照需要分割成不同的大小和形状,主要应用其延展性练 习C2.关于纳米技术,下列说法错误的是()A.纳米是一个长度单位,符号是nmB.所有的高科技产品都与纳米技术有关C.纳米技术是现代科学技术的前沿,我国在这方面的研究具有世界先进水平
20、D.人们在纳米尺度内发现很多新的现象,给技术带来很多新进展B3.纳米陶瓷作为高科技材料应用广泛,它具有耐磨、耐腐蚀、耐高温、防浸透、完全无磁性等特点。但它不可用于下列哪项技术中()A.公交IC卡B.纳米陶瓷刀C.“嫦娥二号”外表涂层 D.装浓硫酸的容器【解析】本题考查纳米材料的应用和发展前景。IC卡是一种磁性材料,所以不能用纳米陶瓷来做;纳米陶瓷刀利用耐磨的特性;“嫦娥二号”外表涂层利用耐高温的特性;装浓硫酸的容器利用耐腐蚀的特性。故选A。A4.绿色能源不会产生或残留对环境造成污染的物质,下列利用能源中不能称为绿色能源的是()A5.用 制作的眼镜架,当这种眼镜架弯曲时,只要将它放入55的环境中即可恢复到原来的形状,如图所示。记忆合金6.发挥你的想象力,提出一个巧妙应用形状记忆合金的设想(参照示例,另举1例)。例:用记忆合金制作记忆合金花朵,当达到一定温度时,花开;当温度降低时,花谢。答案:(1)用记忆合金制作一个“窗帘开关”,白天温度升高时,记忆合金就恢复高温时的形状,拉开窗帘;夜晚温度降低时恢复低温时的形状,关闭窗帘。(2)用记忆合金制作餐饮热力发动机,当达到一定温度时,电动机停止工作;当温度降低时,电动机开始工作。(3)用记忆合金制作记忆合金弹簧,把弹簧安装在热水器阀门上,控制阀门的开与闭。
