你有没有发现?
初中孩子刚接触物理,其实对一些物理概念是很难深入理解的,
昨天女儿看物理,她自认为会用公式计算就已经理解了知识。
今天就说说“质量、密度和惯性的概念”,
发现这两个概念其实很多孩子都无法深入理解,
基本都停留在会有公式计算的层面上。
不管学哪科知识,
吃透概念是关键的一步,也是从本质上理清知识的关键。
01“质量”概念的理解
课本上给出的概念“物体所含物质的多少”,
物体里含有的“物质”是什么呢?这个地方很多孩子都是懵圈的。
“物质的多少”是质量的物理意义,它回答了“物体里装了多少'东西’”的问题。
比如,一杯水的质量大于半杯水的质量,
因为里面还有的水分子(构成水的最小微粒)数量不同,所以质量不同;
同理,把相同的半杯水冻成冰,因为里面的水分子数量没变,所以质量不变。
这里面的水分子就是“物质”。
所以,由一定数量“物质”构成的物体,
不管成变成什么状态(气体、液体、固体),
不管温度如何变化,
不管变成什么形状,
因为“物质”数量没有变,所以质量保持不变。
说到这,估计很多孩子已经可以理解“质量的概念”。
很多孩子容易混淆“质量(属性)”和“重力(重量,力的大小)”。
纠正:质量是“物质多少”,单位是 kg ;
重量是物体所受重力的大小,单位是 N (牛)。
同一物体在月球上重量是地球的 1/6 ,但质量不变。
质量的测量(托盘天平的使用)
牢记操作步骤:“放→调→称→读”
① 放:天平放在水平台,游码移到标尺左端零刻度线;
② 调:调节平衡螺母(左偏右调,右偏左调),使指针指在分度盘中央;
③ 称:左物右码(不能放反!),用镊子夹砝码,加码从大到小,最后调游码;
④ 读:物体质量 = 砝码总质量 + 游码左侧对应刻度值(游码读数看左侧!)。
易错点分析:
若“左码右物”,物体质量 = 砝码质量 - 游码刻度(因为游码相当于向右盘加小砝码);
调平后移动天平位置,需重新调平;
不能用手摸砝码(防止生锈,影响质量)
02“惯性”概念的理解
“惯性”顾名思义“惯有的特性”,
也就是物体习惯维持先前的状态,抵抗状态改变的一种固有属性
这里先前的状态包括静止或运动
也是物体自身的“顽固程度”。
所以,惯性不是一种力,是物体本身具有的一种能力。
比如,相同速度的铅球和乒乓球,乒乓球很快就慢慢停止,铅球相对走得更远。
这是因为铅球的质量更大。
乘车时刹车,人会向前倾。
并且发现大人比孩子更容易向前倾。
这是因为身体因惯性保持原来的运动速度,而车已减速,身体相对于车向前运动。
而且,大人比小孩更重。
所以,
质量越大,惯性越大,运动状态越难改变;
质量越小,惯性越小,运动状态越容易改变。
常见容易理解的误区:
1. “速度越大,惯性越大”?
错误。惯性只与质量有关,与速度无关。高速行驶的卡车和静止的卡车惯性相同(质量相同),但高速卡车更难停下,是因为动能大(与速度相关),而非惯性大。
2. “物体静止时没有惯性”?
错误。惯性是固有属性,静止物体的惯性表现为“保持静止”,运动物体的惯性表现为“保持运动”。
3. “惯性是一种力,推动物体运动”?
错误。惯性不是力,力是改变运动的原因,惯性是“抵抗改变的性质”。
物体运动不需要惯性“推动”,而是惯性让它保持已有的运动状态。
03“ 密度 ”概念的理解
“密度”顾名思义 物质的密集程度 。
书面上概念是“单位体积的质量”,也就是单位体积含有物质的多少。
是物质本身的一种特性。
所以密度本质上是由物质本身的排列情况决定的,
也就是物质分子之间的作用力,作用力大,排列紧密,密度大;
作用力小,排列不太紧密,密度小。
我们都知道,质量是不受任何条件影响的,
而密度不一样。
比如,一杯水和半杯水,水的密集程度是一样的,
但是半杯水结成冰后,发现体积膨胀,
这说明水的密集程度减弱,水物质的距离变大,所以冰的密度比水小。
所以,不同状态下,物质的密集程度也不一样。
很多物质都有热胀冷缩的变化, 所以温度是影响物质密集程度的关键因素。
另外,压强也会影响密度,主要是对气体的影响。
比如,压缩氧气罐的密度远大于常压下的氧气。
密度的测量(固体 + 液体)
实验原理:ρ =m/V (核心公式,所有步骤围绕“测 m ”和“测 V ”展开)。
固体密度测量(以不规则石块为例):
① 测质量:用天平测石块质量 m (先测质量,再测体积,避免石块沾水后质量偏大);
② 测体积:量筒装适量水,读初始体积 V ₁ ;石块浸没水中,读总体积 V ₂ ;体积 V=V ₂ -V ₁ ( “ 排水法 ” ,适用于不吸水、不溶于水的固体);
③ 计算: ρ=m/(V ₂ -V ₁ ) 。
液体密度测量(以盐水为例):
① 测总质量:天平测烧杯 + 盐水总质量 m ₁ ;
② 测体积:倒部分盐水到量筒,读体积 V ;
③ 测剩余质量:测烧杯 + 剩余盐水质量 m ₂ ;
④ 计算:盐水质量 m=m ₁ -m ₂ ,密度 ρ=(m ₁ -m ₂ )/V (避免 “ 先测空烧杯质量,再测总质量 ” 导致的液体残留误差)。
误差分析:
固体沾水未擦干:测得的 m 偏大,ρ偏大;
液体倒入量筒残留:测得的 V 偏小,ρ偏大。
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