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愛迪生實驗課第 2 堂練習：質量、體積與密度
對應愛迪生第 2 堂：質量、體積、密度公式、規則物與不規則物的密度測量。涵蓋測量質量的工具、體積的測量、密度的測量共 3 個知識點。
愛迪生實驗課第 2 堂練習：質量、體積與密度
我的課程探索段位與個人檔案學習目標
學習目標
1. 會判斷上皿天平使用前歸零、砝碼取用與測量中不可調校準螺絲等操作原則。
2. 用規則物體公式或排水法測量體積，能判斷哪些物體不適合直接排水法。
3. 會處理會浮物體、連續投入物體與砂粒間隙造成的體積測量陷阱。
4. 理解密度是「同體積內塞了多少質量」，並能用 計算。
5. 用密度判斷物質種類、切割後密度是否改變，以及實驗數據中的密度與量筒質量。
觀念
觀念一：測量質量的工具
把上皿天平想成一座小翹翹板：左盤放待測物、右盤放砝碼，兩邊平衡時，右邊砝碼總質量就是物體質量。
測量前一定先歸零，就像體重計沒站人時要先顯示 0；若一開始偏掉，後面每一筆都會跟著偏。
砝碼不要用手拿，手上的汗水和髒汙會沾在砝碼上，時間久了容易讓砝碼生鏽、質量改變，讀數就不準，所以要用砝碼夾。
校準螺絲只在「空盤歸零」時用；一旦物體與砝碼已經放上去，就只能增減砝碼，不能偷轉螺絲讓天平看起來平衡。
天平測量前歸零 例題 1
小艾使用天平測量某物體的質量時，未先調整指針歸零，導致每次測得數值都偏大。這表示她忽略了什麼？
天平砝碼與騎碼讀值 例題 2
用上皿天平測量金屬塊，右盤放 20 g、10 g、5 g 砝碼各一個，騎碼停在 2.4 g 時天平平衡。金屬塊的質量為多少？
天平校準螺絲 例題 3
使用上皿天平測量物體時，發現砝碼都用完了，但天平仍向放物體的一邊傾斜。此時下列做法何者正確？
觀念
觀念二：體積的測量
體積就是物體佔了多少空間。
規則物體像便當盒，可以量長、寬、高再相乘；不規則石頭沒有整齊邊長，就讓它去「擠水」：放入量筒後水面升高多少，代表它擠開多少水，也就是它的體積，。
但排水法有條件：物體要不溶於水、不吸水，且能完全沒入。
會浮的保麗龍或桌球，要用石頭等重物壓入水中，再扣掉重物體積；乾砂則有空隙，水會鑽進砂縫，不能把砂面以下整段都當成純砂或純水。
排水法測不規則物體體積 例題 1
小芸改測一個金屬螺帽的體積，量筒原有 36.0 mL 水，螺帽完全沒入後水面升到 51.5 mL。螺帽的體積是多少？
浮體體積測量 例題 2
欲測量一個保麗龍球的體積，下列哪一種方法最準確？
排水法適用條件 例題 3
下列何者不能直接使用排水法測量體積？
排水法與密度判斷 例題 4
| 測量項目 | 讀值 |
|---|---|
| 金屬塊質量 | 40.5 g |
| 量筒原有水量 | 28.0 cm³ |
| 金屬塊完全沒入後讀數 | 43.0 cm³ |
老師給一個不規則金屬塊，實驗紀錄如表。若鋁、鐵、銅的密度分別約為 2.7、7.9、8.9 g/cm³，下列判斷何者最合理？
觀念
觀念三：密度公式與密度測量
密度可以想成「同樣大小的盒子裡塞了多少質量」：同樣一盒，石頭很重、棉花很輕，代表石頭塞得更緊。
公式是 ，質量用天平量，體積可用公式或排水法量。
密度是物質特性之一，同一種均勻物質切半後，質量和體積一起減半， 的比值不變；不同金屬則可用密度辨認。
做密度實驗時，若量到的是「量筒＋液體」總質量，要先看總質量隨體積增加的斜率，必要時扣掉空量筒質量，才是液體本身的密度。
密度公式 例題 1
物體密度是在一定體積內所含的質量多寡，所以密度應如何表示？
密度計算 例題 2
某金屬塊的質量為 90 g，體積為 30 cm³，請問它的密度為多少？
密度是物質特性 例題 3
有數個不同的物質，外觀不易分辨其異同。依目前所教的國中理化，你認為下列何者是分辨是否為同一物質的最適當方法？
用密度辨認物質 例題 4
| 金屬 | 密度(g/cm³) |
|---|---|
| 金 | 19.3 |
| 銀 | 10.5 |
| 銅 | 8.9 |
| 鐵 | 7.9 |
Oscar 撿到一枚金屬戒指，利用天平及排水法測得戒指質量為 26.25 g，體積為 2.5 cm³。已知金、銀、銅、鐵的密度分別為 19.3、10.5、8.9、7.9 g/cm³。這枚戒指最可能是哪一種金屬？
液體密度實驗分析 例題 5
| 液體體積(cm³) | 10.0 | 20.0 | 30.0 |
|---|---|---|---|
| 量筒加液體總質量(g) | 120 | 132 | 144 |
阿翔利用天平與量筒測量某液體的密度，數據如下：液體體積 10.0、20.0、30.0 cm³ 時，量筒加液體的總質量分別為 120、132、144 g。該液體的密度為多少？
觀念
觀念四：密度的比較與圖表判讀
密度是物質的「特性」：同一種物質不論切大切小、形狀怎麼變，密度都一樣（質量和體積會同時改變，比值 D＝m/V 不變）。
要比較不同物體，先想清楚題目固定了什麼：質量相同時，體積與密度成反比（密度小的體積大）；體積相同時，質量大的密度大。
需要用到質量就用 m＝V×D 換算再比較（例如天平要平衡＝兩端質量相等）。
看「質量－體積關係圖」時，過原點直線的斜率（M÷V）就是密度，斜率越陡密度越大；要算密度就從線上讀一個資料點，再用 質量÷體積。
密度是物質特性 例題 1
有一個密度為 7.1 公克／立方公分的正立方體鋅塊，若將它對切成兩半，則半個鋅塊的密度為多少公克／立方公分？
用密度比較質量 例題 2
甲、乙、丙三種物質的體積依序為 20 cm³、30 cm³、40 cm³，密度依序為 4.8 g/cm³、3.2 g/cm³、2.8 g/cm³。每次取兩個放在天平兩端，可以平衡的是哪兩種？
質量－體積關係圖判讀 例題 3
俠客測量一物質的密度，將多次測得的數據標在座標紙上做出實驗直線，如圖所示。由圖可知該物質的密度為多少公克／立方公分？
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只想複習部分？答你要的題目就能交卷，未作答的題不計分。
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