师:同学们好,今天我们一起来学习第六章第一节质量。我们生活的地球上有高山大海、树木花草、鸟兽,以及我们赖以生存的衣食住行等物体。多姿多彩的世界里有形态各异的物体,那么物体是由什么组成的呢?请同学们联系生活实际,思考一下这些常用物品是由什么材料组成的。课本和练习本是由纸组成的,画图用的尺子是由塑料组成的,盛饭用的汤勺、吃饭用的汤匙是由不锈钢组成的。像纸、塑料、不锈钢这些构成物体的材料,我们统称为物质。大至天体,小至微生物,形形色色的物体都是由物质组成的。
那么不同的物体所含物质的多少相同吗?通过观察比较不难发现,并不相同,有多有少。在物理学中,我们把物体所含物质的多少叫做质量,用小写字母m来表示。通过观察就可以比较同种物质构成的物体的质量大小,那么由不同种物质构成的物体质量大小该如何比较呢?比如汤勺和课本谁的质量大?如何比较?要准确比较质量的大小,首先要给质量规定一个用来比较的标准,即单位质量。
在国际单位制中的基本单位是千克,符号kg。1千克是如何规定的呢?课本的科学世界中介绍了千克的由来,并且介绍了国际千克原器。它可是100多年来质量的标准啊。但近年来科学家发现它的质量受到外界环境的改变而发生改变,作为比较的标准越稳定,比较的结果越准确,所以在2018年国际计量大会上,国际千克原器退役,改以普朗克常数作为新标准来重新定义千克。
生活中常用的质量单位还有克、毫克、吨。药品的质量较小,常以克或毫克为单位。如果不小心生病了,需要吃药,一定要严格遵照医嘱,或者按照使用说明书上的用量定量服用。希望同学们加强锻炼,增强体质,远离疾病。在道路或桥梁旁通常会看到这样的标志,你知道它的含义吗?这是车辆的限重标志,表示道路或桥梁能够承载的最大质量,常以吨为单位。你知道超载的危害吗?超载会严重损坏道路、桥梁、车辆自身,污染大气,甚至危及驾驶员及他人的人身安全,所以交管部门严厉打击超载行为,遵守交规也是我们每个公民应尽的责任与义务。
常用单位与国际基本单位之间的换算关系是:1吨等于1000千克,1千克等于1000克,1克等于1000毫克。我们根据生活经验已经了解了一些物体的质量,但我们的所见毕竟有限,下面我们通过小资料来认识一些物体的质量:一个大头针的质量约80毫克,一个鸡蛋约50克,一个苹果约150克,500毫升水的质量为0.5千克,新生儿的质量约2 - 5千克。在父母的精心养育下长成为大人,质量约为40 - 90千克,一头大象的质量可高达6吨。有了这些数据做参考,我们来补记一下生活中常见物体的质量,填入合适的数值或单位:一个苹果约150克,也就等于0.15千克;一个鸡蛋约50克;一片药片的质量较小,接近于一个大头针的质量,所以应约为100毫克;一名中学生的质量接近一名成人的质量,约50千克。生活中,有时我们还会用到这些质量单位:公斤、两、磅、盎司、克拉,它们和常用单位之间也是可以换算的。生活中,我们买粮食、蔬菜、水果、零食等物体时,售货员都要称量它们的质量,质量是可以测量的。
早在7000多年前,古埃及人就用天平测出了物体的质量。在我国,过去常用来测量质量的工具是杆秤,同学们可不要小瞧它,它可有几千年的历史,“小秤砣压千金”,它是我国古人智慧的结晶。现代人发明了案秤、台秤、电子秤。在物理实验室中常用的测量质量的工具是天平,天平的形式多样,有托盘天平、物理天平、电子天平。在初中阶段我们学习托盘天平的使用。我们先来看看托盘天平的结构。
在物理实验室中常用的测质量工具是托盘天平,我们先来认识它的构造。这是天平的底座,上面有一个铭牌,标有天平的最大称量值和最小测量值。这个天平的最大称量值为200克,最小测量值为0.2克。这是天平的横梁,横梁上有放置物体和砝码的托盘。横梁的前方是标尺,标尺上有一个可以移动的游码,向右移动游码相当于往天平右盘加砝码。横梁的两端有平衡螺母,用来调节天平。横梁上固定了一个与横梁垂直的指针。当天平平衡时,指针指在分度盘中线处或者在中线两侧等幅摆动。每台天平都配有一个砝码盒,砝码盒中有一套砝码,还有可用来夹取砝码的镊子,这个砝码盒中砝码质量分别为100克、50克、20克、10克、5克。
天平在使用前需要调节横梁平衡,我们来看一下该如何调节。
把天平放在水平桌面上,用镊子把游码拨回标尺左端的零刻度线处,调节两侧的平衡螺母,使天平平衡。观察指针相对分度盘中央刻度线的位置,当指针偏左时,应当将平衡螺母向右调;当指针偏右时,应当将两侧的平衡螺母向左调;当指针指在分度盘中线处或者在中线左右等幅摆动时,天平平衡。调节过程的操作要点可简记为:一放平,二归零,三调横梁成水平,指针左偏右盘高,两侧螺母向右调。现在我们可以用调好的天平来测量物体的质量了。
现在我们用调好的天平来测量橘子的质量,估测为100克左右,将橘子放入左盘,用镊子夹取砝码放入右盘。此时天平的右盘下沉,指针偏向分度盘右侧,说明砝码质量过大,应换取质量较小的砝码;指针偏向分度盘左侧,左盘下沉,说明砝码质量过小,应继续添加砝码。添加砝码的顺序应按照由大到小的顺序,加入最小的砝码后,指针偏向分度盘右侧,右盘下沉,说明砝码的质量较大,此时应取下最小的砝码,调节游码。移动游码,直到指针停在分度盘中线处,天平平衡后,橘子的质量等于砝码的质量和游码的示数之和。游码的读数应以它左侧对应的刻度为准。右盘中砝码的质量是50克 + 20克,游码的示数为4.2克,因此这个橘子的质量是94.2克。
称量过程的操作要点可简记为:称物体,先估计,左物右砝,镊子取,砝码大小顺次来,移动游码加一起。经历了一次完整的测量过程,我们来总结一下使用天平测量物体质量时的注意事项。
使用托盘天平测量质量时要注意:一、被测物体的质量不能超过天平的最大测量值;二、被测物体放在左盘,砝码放在右盘;三、加减砝码和移动游码时要使用镊子,不能用手触摸;四、在测量过程中不能再触碰平衡螺母。
怎么样,同学们学会使用天平了吗?下面请同学们尝试使用托盘天平测量橡皮、尺子等固体的质量。如果要用托盘天平称粉状物体的质量,例如食盐该怎么操作呢?我们可以在天平的左右两个托盘中分别放入一张质量相同的称量纸,将食盐倒入称量纸中称量即可。那如果要用托盘天平称液体的质量应该怎样做?开动你的脑筋想一想,我们可以先称量空烧杯的质量M1,再称量烧杯和液体的总质量M2,液体的质量m则等于M2 - M1。我们一起来看一下视频。
