【正文】 。 第六章物質的物理屬性 【 知識梳理 】 1．物體的質量 A. 概念 物體是指具有一定形狀和大小，在空間占有一 定位臵的形體；構成物體的材料叫做物質，即物體是由物質組成的．物體所含物質的多少叫做質量．質量是物體本身的一種屬性，它不隨物體狀態(tài)、形狀、位臵以及溫度的改變而改變．屬性實際上就是不變性． 在國際單位制中，質量的基本單位是千克 (k)， 另外還有噸 (t)、克 (g)、毫克 (mg)等單位．它們的換 算關系為： 1 t=103 kg 1 kg=103 g 1 g=103 mg C. 測量 日 常生活中測量質量的工具有磅秤、桿秤、托盤 秤、電子臺秤等；實驗室里常用托盤天平、物理天平測質量．天平設計的依據(jù)是杠桿原理． 托盤天平的正確使用： 先估計待測物體的質量，觀察天平銘牌上標明 的感量 (最小稱量值 )和稱量 (最大稱量值 )，待測質 量應在天平的稱量范圍之內；選取天平后，先將天平放在水平的工作臺面上，再將游碼移至橫梁標尺左端的“ 0” 點上，若指針偏在分度盤中央紅線的左側， 應將橫梁兩端的平衡螺母向右調，反之則向左調 (道 理是杠桿原理 )，以使指針對準分度盤中央 的紅線 或使指針在紅線左右擺動的幅度相等；稱量時，將待測物體放在左盤，砝碼放在右盤 (原因是使用游碼相當 于向右盤添加小砝碼，如將待測物體放在右盤，將給測量帶來不方便 )，通過增減砝碼和移動游碼的辦 法，使天平橫梁再次平衡；讀數(shù)時，待測物體的質量等于右盤內砝碼的總質量加上游碼左邊緣所指示的質量值． 注意： ① 加砝碼的順序是由大到小，減砝碼的順 序是由小到大，加減砝碼應輕拿輕放，否則容易損壞天平的刀口． ② 在用天平測量物體質量時，只能通過加減砝 碼或移動游碼使橫梁平衡，切不可再調節(jié)平衡螺母． ③ 天平與 砝碼應保持干燥、清潔，不要把潮濕的 物品或化學藥品直接放在天平盤里，以免天平盤銹蝕；不要用手直接取砝碼，每次實驗完畢后要將砝碼及時放入砝碼盒中，以免砝碼銹蝕． ④ 調好的天平，一旦移動了位臵，必須重新調節(jié) 后，才能進行測量． 2．物質的密度 ：密度是反映某種物質質量與體積 的比值這一物質特性的物理量． B定義：單位體積某種物質的質量，叫做這種 物質的密度．密度用字母 ρ表示． C定義式： ρ=m/V 說明： ① ρ=m/V 是ρ 的定義式，而不是 ρ的決定 式．因為 ρ是物質的特性之一， ρ不 是由m和 V 決定 的．所以對于公式 ρ=m/V，不能從數(shù)學角度理解為密 度跟質量成正比，跟體積成反比． ② 質量是物體的一種屬性，密度是物質的一種 特性．屬性是物體本身固有的不隨外部條件變化的一種性質，它具有不變的唯一性；而特性是指外部條件不變時所具有的一種性質，當條件變化時，特性也隨之變化．質量不隨物體狀態(tài)、形狀、溫度以及地理位臵的改變而改變，而密度在溫度、狀態(tài)發(fā)生變化時，其值也會發(fā)生變化． D．單位 在 S1中，密度的基本單位是千克／米 3(kg／ m3)， 常用單位有克／厘米 3(g／ cm3)．兩者的換算關 系是 1g／ cm3=l03 kg／ m3 E．測量 原理： ρ=m/V 主要器材：天平、量筒 (或量杯 ) 量筒和量杯是測量液體或固體體積的工具．使 用前要先觀察其量程和分度值 (1 mL=1㎝ 3)；讀數(shù) 時，若液面呈凹形 (如水等 )，視線要與凹形底部相 平，若液面呈凸形 (如水銀等 )，視線要與凸形頂部 相平． 用排水法間接測量固體體積時，量筒中預先倒 人的水要適量，即既要能浸沒固體，同時水面又不能超過其最大刻度值．對于密度小于水的固體可用細針將其全部壓入水中，也可用重物將其全部拉入水 中測量其體積． 如果沒有量筒或量杯，可利用天平和水聞接測 量液體的體積，在杯壁上作一標記，讓液體的體積與水的體積相等，則 V 液 =V 水 =m水 /ρ水 ． 由于 ρ是物質的一種特性，它不隨優(yōu)和可的改 變而改變，所以可通過多測幾次取平均值的方法來減少測量誤差． 物體的密度還可用壓強、浮力、杠桿等知識設計 實驗進行測量．液體的密度可用密度計直接測量． F．應用 由于密度是物質的一種特性，所以可通過測定 物質的密度來鑒別物質，如科學史上氬氣就是通過測定未知氣體的密度而發(fā)現(xiàn) 的． 需要指出的是用這種方法鑒別物質并不絕對可 靠，因為有些物質的密度相差不大 (甚至相同 )，或者 物體是由幾種物質制成的合金，所以在鑒別物質時，還常常利用其他的物質屬性 (如比熱容、導電性、吸 鐵性、硬度、熔點、沸點、顏色、氣味等 )同時鑒別． b．選擇材料 根據(jù)制造的需要，選用不同密度的材料．如用密 度較大的鉛來做捕魚的網(wǎng)墜和密度計中的配重，用密度較小的鋁合金來做航空工業(yè)的材料等． c．計算不便于直接測量的物體的質量或體積由 ρ=m/V 可得： m=ρV， V=m/ρ． d．判斷物體是空心還是實心 把物體的平均密度 (或原有體積、實際質量 )與 該物質的實際密度 (或實心體積、應有的實心質量 )相比較，可判斷物體是實心還是空心． e．確定物體中各種物質的成分 如合金中各種金屬的含量，混合液中各種液體 的含量等． 3．物質的比熱容 ：比熱容是反映質量相等的不同物 質，在升高相同的溫度時吸收的熱量一般不同，即物質吸熱能力大小這一物質屬性的物理量． B定義：單位質量的某種物質溫度升高 (降低 )1℃ 所吸收 (放出 )的熱量 叫做這種物質的比熱容，簡稱比熱．比熱容用字母 c表示． 說明：比熱容只與物質的種類、狀態(tài)有關，與由 物質組成的物體的質量、溫度、溫度的變化以及吸、放熱的多少等因素無關，因此，比熱容是物質的一種屬性． ：焦／ (千克 〃℃) ，符號為 J／ (kg〃℃) ． 讀做：焦每千克攝氏度． D．水的比熱容較大 水的比熱容較大，其數(shù)值是 4． 210 3 J／ (kg〃℃) ， 表示 l kg 的水溫度升高 (降低 )1℃吸收 (放出 )的熱 量是 4． 2 103 J． 水的比熱容較大的原因是，水中存在締合分子， 當水受熱時，要消耗相當多的熱量來使締合分子離解，然后 才使水的溫度升高． 水的比熱容較大，與其他質量相等的物質相比， 在相同的吸熱條件下，水的溫度升高較少；而在相同的放熱條件下，水的溫度降低也較少． i．在沿海地區(qū)，白 天的風通常從大海吹來，而晚上的風又從陸地吹去，這叫“海陸風 ” ．海陸風是怎 么形成的呢 ? 海風和陸風只在炎熱晴朗的天氣產(chǎn)生．由于地 面和大海升溫和降溫的快慢不同，從而使空氣形成了對流． 如圖甲所示，白天由于水的比熱容比泥土的大， 在同樣的光照條件下，地面升溫比海面快，地面上熱空氣密度較小而上升，海面上 的冷空氣就會來補充，于是冷空氣沿海面吹向陸地，形成海風．如圖乙所示，夜晚，地球表面向空間放熱，在同樣的放熱條件下，地面比海面涼得快．海面上的熱空氣上升，地面上的冷空氣就會來補充，于是冷空氣沿地面吹向大海，形成陸風． ii．沿海地區(qū)晝夜溫差比內陸地區(qū)小 這也是由于水的比熱容遠大于泥土的比熱容， 白天，地球表面吸收太陽的輻射熱，水面升溫較慢，陸地升溫較快．形成了沿海地區(qū)晝夜溫差變化不大，而內陸晝夜溫差變化較大．這就是我國新疆地區(qū)“早穿棉襖午穿紗，晚上圍爐吃西瓜 的道理．同學們也 可以注意收看中央電視 臺的《天氣預報》節(jié)目，便可以了解沿海地區(qū)和內陸地區(qū)晝夜溫差變化的差別． iii．城市的 “ 熱島效應 ” 形成 “ 熱島效應 ” 的原因較多，但其中也有一個 原因是因為城市水面較少，馬路及建筑物大多是砂石、水泥，它們的比熱容比水小得多，白天吸收太陽的輻射熱比鄉(xiāng)村的河流、潮濕的地面升溫要快，使城市的氣溫升高． b．實際應用 i．用水做取暖劑．例如冬天人們常用熱水袋取 暖，用暖氣供暖． ii．用水做冷卻劑．例如汽車發(fā)動機常用水做冷 卻劑． 4．物質的物理屬性 物質軟硬程度的特 性稱為硬度．阻止被刮破、刮 傷或產(chǎn)生凹痕能力越強的物質硬度越高．硬度也是物質的物理屬性之一． 硬度在人們的生活、生產(chǎn)以及交通運輸中都有 廣泛的應用．如同學們使用的鉛筆中的鉛筆芯是由各種不同硬度的石墨和黏土的混合物制成的，鉛筆上的標記有： 4B、 2B、 HB、2H和 4H，從 4B到 4H的 硬度越來越大，因此，用 4B鉛筆書寫顏色最深，用 4H鉛筆書寫顏色最淺，用 HB鉛筆書寫顏色適中， 同學們在考試填涂答題卡時必須用 2B鉛筆，使填涂 的標記較深，易于閱讀和識別． B．物質的物理屬性 物質的物理屬性包括：狀態(tài) 、硬度、密度、透明 度、顏色、氣味、熔點、沸點、熔化熱、汽化熱、升華熱、比熱容、導熱性、導電性、磁性、韌性、彈性、延展性、揮發(fā)性、吸附性等．物質的物理屬性在生產(chǎn)、生活和科技中有著廣泛的應用．如同學們上體育課用的鉛球是在鋼做成的外殼內灌上鉛制成的，它分別利用了鋼的硬度較大、不易磨損的物理屬性，利用了鉛的密度較大的物理屬性，可以使球做得較?。? 一種物質有多種物理屬性，有時選用的一種材 料兼顧了它的幾個屬性，如多數(shù)現(xiàn)代家庭封閉陽臺用的鋁合金，就同時利用了它具有較小的密度、較大的硬度和較好的延展性，當然不可能一 種材料的所有屬性都應用到，也不需要都應用到．事物都是一分為二的，有利也有 弊，只要選擇利大于弊的材料即可． 把某些特征類似的物體歸類到一起的方法稱為 分類． 分類使事物高度有序化，能極大地提高人們的 認識效率和工作效率．分類也是學習和科學研究的一種方法． 物質的分類方法多種多樣，可以按物質的某一 屬性分，如： 按物質的狀態(tài)分：固體、液體、氣體． 按物質的導熱性分：熱的良導體、熱的不良導 體． 按物質的導電性分：導體、半導體、絕緣體． 按物質的透明 度分：透明體、半透明體、不透明 體． 也可以按物質的材料分，如以金屬和非金屬、磁 體和非磁體來分類；還可以按物質的結構分，分為單質和化合物；再可以按物質的用途分，如以食品或非食品，學習用品和非學習用品來分類，等等． 說明：物質的有些物理屬性，如密度、硬度、熔 點、沸點、比熱容等是不可用來分類的，只可用來把一些物質進行排序． 請同學們嘗試將上文中羅列的 21種物理屬性， 按力的屬性、熱的屬性、光的屬性、電的屬性進行分類． 【 典例剖析 】 1. 在使用托盤天平測物 體質量的實驗中： (1)將天平放在水平桌面上，游碼移至稱量標尺 左端的“ 0” 刻度線上后，若發(fā)現(xiàn)天平指針在分度標尺 中央兩側擺動，擺動幅度如圖甲所示，則可判定下一步應該進行的操作是： ． (2)實驗中，當天平右盤內所加砝碼和游碼的位 臵如圖乙所示時，天平恰好平衡，則被測物體的質量是 g． 2. 如圖所示，甲為商店里使用的 臺秤，其工作原理與天平相同．現(xiàn)用該臺秤稱某物體質量， 通過在砝碼盤中添加槽碼，移動游 碼使秤桿平衡，所加的槽碼和游碼的位臵如圖乙所示，該物體的質量為 kg．若把該物體帶到太空，它的質量 將 (填 “ 變大 、 “ 變小 ” 或 “ 不