质量的测量工具有天平、杆秤、台秤、电子秤等,它们都有一定的测量范围,所以生活中常会遇到由于质量太大或太小而无法直接测量,或虽然质量大小适中,但由于缺少测量质量的仪器而无法直接测出.这就需要我们根据具体情况采取不同的特殊方法来测出它们的质量.下面是在测量中常用到的几种质量的特殊测量方法.

　　一、 轻小物体的质量测量

　　所测物体质量小于测量工具最小测量值,这时可采用测多算少的方法来间接测量.

　　例1用天平测一枚邮票的质量,下列说法正确的是().

　　A.把一枚邮票放在左盘中,直接移动游码来测量

　　B.把一枚邮票和一个铁块放在一起测量,再减去铁块的质量

　　C.先测500相同邮票的质量,再除以500

　　D.以上做法都可以

　　解析邮票的质量非常小,用天平不能一次准确测量出,所以应用“测多算少”的方法,测出一定数量邮票的质量,再除以张数.A所用的方法不可行,因为一张邮票的质量约80mg左右,小于天平的标尺上的分度值,利用天平进行测量时,不是无法读数就是误差很大.也有的同学认为B是正确的,因为一个铁块以及一枚邮票和铁块在一起的质量都是可以进行测量的.但是实际操作后你会发现,由于一枚邮票的质量非常小,前后两次测量的值几乎是一样的,无法用相减的方法求出一枚邮票的质量的.正确答案应选C.

　　这种方法适合于测量一张纸、一枚大头针、一段棉线、一滴水、一粒米等轻小物体的质量,测量时要注意采用相同的物体.

　　二、庞大物体质量的测量

　　这类物体质量非常大,远超出了测量工具的量程,这时可采用取样法,“测少算多”.取相同质地的小物体做样品,先设法测出其密度ρ,再设法测出物体的总体积V,利用公式m=ρV 算出质量.

　　例2某地山上有一块长方形大石碑,无法用工具直接测出其质量,请设计实验方案,用学校实验室中的器材测出它的质量.并写出表达式.

　　解析石碑质量很大,也难以搬动.但由于它是长方形,体积可方便地测量,关键是找到相同材质的小石块做样品,用天平和量筒测出质量和体积从而求出密度,再利用公式m=ρV 算出质量.

　　1.取相同质地的小石块,用天平测出其质量,记作m.

　　2.用量筒测出小石块的体积,记作V.

　　3.用刻度尺测出大石碑的长、宽、高,分别记作a、b、c,则大石碑的质量为abc?m/V.

　　这种方法使用时所取样品要与待测物体相同,且体积便于测量.常用来估测仓库中储存粮食、大型油库中油、房顶上的积雪等的质量.

　　三、用其他器材测质量

　　缺少可直接测量质量的仪器时,可采用转化替代的方法,利用相关器材测出与质量有关的物理量,再求出质量.或者采用容易测出质量的物体来等效替代难以直接测出质量的物体,间接测出物体质量.

　　方法一: 用量筒或刻度尺先测出体积,再利用公式m=ρV 算出质量.这种方法适合于已知密度的物体.

　　例3如何用量筒量取0.3kg的水?

　　解析量筒是测体积的工具,我们已知水的密度,可利用V=m/ρ,先算出0.3kg水的体积,再用量筒量取.

　　0.3kg水的体积为300ml,所以用量筒量取300ml水即可.

　　方法二:利用弹簧测力计,先测出物体所受重力,再利用公式m=G/g算出质量.

　　例4校体育运动会上,小阳获得一块金牌,他想测出这块金牌的质量,家中恰好有一把弹簧测力计,挂上金牌后示数如图所示.则这时弹簧秤示数是N,从而可计算出金牌的质量是kg.(g取10N/kg)

　　解析应填1.4N,0.14kg.

　　方法三:将一些难以直接测出质量的物体等效替代成容易测出质量的物体,典型的例子有曹冲称象.大象的体重很大,找不到可以直接称出大象体重的秤,但曹冲经过思考,巧妙地测出了大象的质量.他先把大象放到船上,在船身水面的位置做个记号;然后,把大象赶下来,换上石头放到船上,等到水面到达刚才的记号时,就称一下所有石头的质量,这就是大象的质量.两次的效果(船体浸入水中的深度)相同,于是得出大象的质量就等于石头的质量.人们把这种方法叫“等效替代法”.

　　例5老师拿出一架天平、一个量筒、两个完全相同的烧杯、一些水和一些小玻璃球,让同学们利用这些东西测小玻璃球的质量.细心的小红同学发现老师没给砝码,一问才知道是老师故意不给的,小红想了一会儿,又向老师要了一支滴管,就动手做起实验,并很快做出结果.请你说说小红是怎样测出小玻璃球质量的,她向老师要滴管的目的是什么?

　　解析本题虽有天平,却无砝码,无法直接测出小玻璃球质量,所以只能间接测量.实验中只要设法让这些玻璃球的质量等于一定量的水的质量,再用量筒测出水的体积,算出质量,器材中有滴管、两个相同的烧杯、天平,可联想到通过增减水滴调节水的质量,使得m水=m球.

　　解析 小红将两个相同的烧杯分别放在已调好的天平两边的托盘上,一个烧杯内放入玻璃球,另一个烧杯内加入适量的水,并用滴管调节水量的多少,使天平平衡,再将烧杯内的水倒入量筒,测出水的体积,算出水的质量,即可得到玻璃球的质量.滴管的作用是调节水量的多少,使水的质量等于玻璃球的质量.

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