老師準(zhǔn)備了一團(tuán)棉花和一個(gè)鐵球,你認(rèn)為哪個(gè)更重一些呢?大部分同學(xué)可能認(rèn)為鐵球更重一些。事實(shí)真的是這樣嗎?把棉花和鐵球分別放在調(diào)好的天平兩側(cè)托盤上,發(fā)現(xiàn)鐵球和棉花竟然一樣重,這是怎么回事呢?要弄清楚原因,我們需要細(xì)致了解質(zhì)量的概念.
質(zhì)量的概念和特性
在物理學(xué)中,質(zhì)量是指物體所含物質(zhì)的多少,用字母m表示,比如,一個(gè)玻璃杯所含玻璃這種物質(zhì)的多少,就是玻璃杯的質(zhì)量,物體含有的物質(zhì)少則質(zhì)量小,含有的物質(zhì)多則質(zhì)量大,大鐵錘比小鐵釘所含的鐵這種物質(zhì)多,所以大鐵錘比小鐵釘質(zhì)量大,將一塊橡皮泥由圓柱形捏成球形,橡皮泥雖然形狀改變了.但其所含物質(zhì)的多少不變,一塊冰熔化為水(不考慮蒸發(fā)),冰雖然狀態(tài)改變了,但其含有物質(zhì)的多少不變,航天員將一瓶礦泉水從地面帶到太空.礦泉水雖然位置發(fā)生了變化,但其所含物質(zhì)的多少不變,一鐵塊溫度升高50℃,鐵塊雖然溫度改變了,但其所含物質(zhì)的多少不變,綜上說明,質(zhì)量是物體的屬性,不隨物體的形狀、物態(tài)、位置、溫度等因素的變化而變化.
例1 關(guān)于質(zhì)量,下列說法正確的是( ).
A.水結(jié)成冰后質(zhì)量變大了
B.物理書在北京和上海的質(zhì)量是一樣的
C.1 kg的棉花比1 kg的鐵塊質(zhì)量小
D.將鐵塊壓成鐵餅,質(zhì)量減小了
解析:水結(jié)成冰后,物態(tài)發(fā)生變化,質(zhì)量不變.A錯(cuò)誤:物理課本在北京和上海只是位置不同,質(zhì)量不變,B正確;1 kg的棉花和1 kg的鐵塊,質(zhì)量相等,C錯(cuò)誤;把鐵塊壓成鐵餅,形狀發(fā)生變化,質(zhì)量不變,D錯(cuò)誤.
答案:B
質(zhì)量的單位和估測(cè)
某同學(xué)稱量體重為50千克,其實(shí)是該同學(xué)的質(zhì)量為50千克,千克是國(guó)際單位制中質(zhì)量的基本單位,符號(hào)為kg,常用的質(zhì)量單位還有噸(t)、克(g)、毫克(mg)等,它們之間的關(guān)系是1 t=1 000 kg,1 kg=1 000 g,1 g=1 000 mg.
能估測(cè)常見物體的質(zhì)量是初中生應(yīng)具備的能力.估測(cè)物體的質(zhì)量.常用的方法是與生活中熟知的物體質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比判斷.例如,我們熟知的有:一枚雞蛋的質(zhì)量約為60 g,一本物理教材的質(zhì)量約為200 g,一瓶礦泉水的質(zhì)量約為500 g,一名中學(xué)生的質(zhì)量約為50 kg等.
例2 (2024·重慶)下列數(shù)據(jù)中,最接近生活實(shí)際的是( ).
A.一枚雞蛋的質(zhì)量約為5 kg
B.一片藥的質(zhì)量約為500 g
C.一名中學(xué)生的質(zhì)量約為50 kg
D.初中體育考試所用實(shí)心球的質(zhì)量約為60 g
解析:一枚雞蛋的質(zhì)量約為60 g,A錯(cuò)誤;500 g約是一瓶礦泉水的質(zhì)量,一片藥的質(zhì)量約為200 mg,B錯(cuò)誤;一名中學(xué)生的質(zhì)量約為50 kg,符合實(shí)際,C正確;60g約是一枚雞蛋的質(zhì)量,初中體育考試所用實(shí)心球的質(zhì)量約為3 kg,D錯(cuò)誤.
答案:C
質(zhì)量的測(cè)量
在生活中,我們常用各種秤(如圖1所示)來測(cè)量物體的質(zhì)量:在物理實(shí)驗(yàn)室中,我們常用托盤天平來測(cè)量物體的質(zhì)量,實(shí)驗(yàn)室中所用的托盤天平,其測(cè)量范圍一般為0-200 g,即所測(cè)物體質(zhì)量不能超過200 g.生活中質(zhì)量較大的物體可以借助電子秤、桿秤、臺(tái)秤、體重秤、磅秤等工具測(cè)量其質(zhì)量.
如果物體的質(zhì)量特別小或特別大.那么可以采用特殊的方法測(cè)量其質(zhì)量,其中,累積法可以測(cè)量微小物體的質(zhì)量.如測(cè)量1枚大頭針的質(zhì)量時(shí),可以先測(cè)出100枚大頭針的總質(zhì)量m總,再用總質(zhì)量除以大頭針的數(shù)量100,即得1枚大頭針的質(zhì)量m.另外,取樣法可用于測(cè)量較大物體的質(zhì)量.如測(cè)量已知長(zhǎng)度的銅線的質(zhì)量,銅線質(zhì)量太大而無法直接用天平測(cè)量時(shí),我們可以測(cè)量其中一小段銅線的質(zhì)量.再根據(jù)長(zhǎng)度之比計(jì)算出銅線的總質(zhì)量.
例3 下列關(guān)于測(cè)量1枚郵票質(zhì)量的方法中,可行的是( ).
A.直接利用天平測(cè)量
B.先用天平測(cè)出100枚相同郵票的質(zhì)量.再計(jì)算出1枚郵票的質(zhì)量
C.先用天平測(cè)出郵票和鐵塊的總質(zhì)量.再測(cè)出鐵塊的質(zhì)量,兩次質(zhì)量之差即為1枚郵票的質(zhì)量
D.先用天平測(cè)出鐵塊的質(zhì)量。再測(cè)出郵票和鐵塊的總質(zhì)量,兩次質(zhì)量之差即為1枚郵票的質(zhì)量
解析:輕小物體的質(zhì)量可以利用累積法測(cè)量,即選項(xiàng)B中所述方法,直接利用天平無法測(cè)量,A錯(cuò)誤、B正確,利用選項(xiàng)C、D中所述的方法進(jìn)行測(cè)量,天平兩次的示數(shù)幾乎沒有差異,無法測(cè)量1枚郵票的質(zhì)量,C、D錯(cuò)誤.
答案:B
生活中我們所比較的物體的輕重.一般是指物體質(zhì)量的大小,比如一個(gè)蘋果比一枚雞蛋重,就是蘋果的質(zhì)量比雞蛋的質(zhì)量大,起初老師準(zhǔn)備的一團(tuán)棉花和一個(gè)鐵球.它倆同樣重的原因,本質(zhì)上就是棉花所含物質(zhì)的多少與鐵球所含物質(zhì)的多少相同.也就是它倆的質(zhì)量一樣大.
學(xué)即用,練一練:
1.中國(guó)空間站里,航天員是靠飄來走動(dòng)的,如果沒有空間站艙壁上的抓手,那么他們會(huì)在艙內(nèi)飄來飄去,從地面到空間站.航天員的質(zhì)量( ).
A.變?yōu)榱?B.變小了
C.不變 D.變大了
2.感受身邊的物理,質(zhì)量為1.5 kg的物體最可能是( ).
A.一個(gè)乒乓球 B.一只母雞
C.一張桌子 D.一頭牛
3.下列事例中,物體質(zhì)量發(fā)生變化的是( ).
A.被捏扁的橡皮泥
B.由熱變冷的鐵鍋
C.燒杯中正在沸騰的水
D.將“冰墩墩”從地面帶到太空
參考答案:1. C 2.B 3.C