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2.物质的密度
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本课小结
我来闯关
素养目标
1.理解密度的概念。
2.知道密度是物质自身的一种特性,知道水的密度大小。
3.学会量筒的使用方法。
4.会用密度解决简单问题。
铁和木材这两种物质,人们常说“铁比木材重”
难道一个小铁钉的质量比一大块木头的质量还大吗?
若比较两种物质谁重谁轻,不能只看质量的大小,还要考虑它们体积的大小。
比较相同体积物质的质量。
一、认识密度
1.实验探究:1cm3物体质量的含义
讨论:该实验需要测出1cm3物体的质量,实验中需要测量哪些物理量?如何计算?
(1)需要测量的物理量:不同物体的质量、体积
实验中需要哪些测量工具?如何测量体积?
(2)测量工具:托盘天平、量筒
如何正确使用量筒?如何用量筒测量不规则物体的体积?
(3)体积的测量工具——量筒、量杯
①使用前应将量筒放在
水平桌面上;
②使用时应先观察量筒
的量程和分度值;
③读数时量筒必须放平
,不得将量筒拿起读数。
视线应与凹液面的最低
处保持相平。
俯视偏大
仰视偏小
(4)测量不规则物体体积的方法:
①在量筒中注入适量的水(能浸没固体且浸没时水不溢出为适量),读出体积为V1;
②用细线系住物体浸没在量筒
中或者用大头针将其压入液面
以下,读出体积为V2;
③V物=V2-V1。
V1
V2
(5)体积的单位:
①国际单位制:立方米(m3)
②常用单位:升:dm3(L)、毫升:cm3(mL)
③换算关系:
1m3=1×103dm3=1×106cm3
1m3=1×103L=1×106mL
(6)进行试验
(7)分析与论证:
①同种物质的质量与体积的比值相同。
②不同物质的质量与体积的比值不同。
物质的组别 质量m/g 体积V/cm3 1cm3物体的质量(m/V)g/cm3
铝块 小 8.1 3 2.7
大 13.5 5 2.7
铜块 小 44.5 5 8.9
大 71.2 8 8.9
2.密度(ρ):物体质量(m)与体积(V)的比叫做组成物体的这种物质的密度。
3.密度的定义式:
4.密度的单位:
(1)国际单位制:kg/m3 或kg· m-3读作千克每立方米
(2)常用单位:g/cm3或g· cm-3读作千克每立方厘米
(3)换算关系:1g/cm3 =103kg/m3 1kg/m3 =10-3g/cm3
质量:kg
体积:m3
密度:kg/m3
质量:g
体积:cm3
密度:g/cm3
讨论:水的密度为1.0×103kg/m3,它表示什么意义?
1立方米水的质量是1.0×103千克。
5.密度的物理意义:密度是表示某种物质单位体积的质量的物理量。密度越大说明单位体积的质量越大。
讨论:人们为什么常说“铁比木材重”?
一桶水是否比一杯水的密度大?对于同种物质,能否说“质量越大,密度越大;体积越大,密度越小?”
密度的大小与物质的质量、体积是否有关?
6.同种物质状态不变时,密度大小与质量、体积、形状、位置等无关。不能说密度与质量成正比,与体积成反比。
7.密度是物质的一种特性,不同种物质密度一般不同。密度的大小与物质的种类、状态、温度、气压等有关。
8.计算质量: 计算体积:
9.对于同种物质,在一定条
件下密度ρ是一个定值,故对
于同种物质m与V成正比。
10.物质的m—V图象
11.密度表
常见固体的密度 (常温常压下) 常见气体的密度 (0℃一个标准大气压) 物质 密度kg/m3 物质 密度kg/m3 物质 密度kg/m3
金 19.3×103 玻璃 2.4~2.8×103 二氧化碳 1.98
铅 11.3×103 混凝土 2.2×103 氧 1.43
银 10.5×103 冰 0.9×103 空气 1.29
铜 8.9×103 蜡 0.9×103 一氧化碳 1.25
钢铁 7.9×103 干松木 0.5×103 氦 0.18
铝 2.7×103 金刚石 3.5×103 氢 0.09
(1)一般:ρ固>ρ液>ρ气 ;
(2)一些物质密度相同:如冰和蜡,酒精和煤油;
(3)同种物质物态不同密度可能不同:如冰和水;
(4)固体和液体密度用国际单位,数值都表示为“×103 ”的形式,如ρ水=1.0×103 kg/m3 ;气体密度用国际单位,数值没有“×103”,如 ρ空气=1.29 kg/m3。
常见液体的密度(常温常压下) 物质 密度kg/m3 物质 密度kg/m3 物质 密度kg/m3
水银 13.6×103 纯水 1.00×103 酒精 0.80×103
硫酸 1.80×103 植物油 0.90×103 汽油 0.71×103
牛奶 1.03×103 柴油 0.85×103 机油 0.91×103
海水 1.03×103 煤油 0.80×103 四氯化碳 1.6×103
二、密度的应用
(1)密度是物质的一种重要特性,可以根据密度来鉴别物质。
例题:有一枚第十一届亚运会纪念币,它的质量为16.1g,体积为1.8cm3,请判断这枚纪念币是不是金制成的。
分析:密度是物质的特性,可以通过求出纪念币的密度ρ来判断。
解 已知:纪念币的质量m=16.1g,纪念币的体积V=1.8cm3
求:纪念币的密度ρ
由 得:
纪念币的密度
经查表金的密度为19.3×103kg/m3 此纪念币不是金做的,是铜。
分析:可假设为纯金制成,纯金的质量是16.1g,计算出纯金的体积,如果计算出纯金的体积也是1.8cm3则可判断为是纯金制成的。
解 假设纪念币为纯金,已知金的质量m金=16.1g,ρ金=19.3g/cm3
求:纯金的体积V金
由 得:
纯金的体积为:
因为V金≠V物,所以此纪念币不是纯金做的。
分析:可假设为纯金制成,纯金的体积是1.8cm3 ,计算出纯金的质量,如果计算出纯金的质量是16.1g,则可判断为是纯金制成的。请你写出该方法的详细步骤。
解 假设纪念币为纯金,已知金的体积V金=1.8 cm3 ρ金=19.3g/cm3
求:纯金的体积m金
由 得:
纯金的质量为:
因为m金≠m物,所以此纪念币不是纯金做的。
(2)计算质量
例题:矗立在天安门广场的人民英雄纪念碑,碑身高37.94 m,由413 块花岗岩石块砌成。碑心石是一块整的花岗岩,长14.7 m、宽2.9 m、厚1.0 m,它的质量约为多少?
解:已知碑心石的边长分别为:L1=14.7m,L2=2.9m,L3=1.0m,碑心石的密度ρ= 2.8×103 kg/m3求:花岗岩的质量m
碑心石的体积V= L1L2L3 =14.7 m×2.9 m×1.0 m= 42.6 m3
由公式ρ=m/V得:m=ρV,碑心石的质量为m=ρV=2.8×103kg/m3×42.6 m3=1.193×105kg=119.3 t
(3)计算体积
例题:一个质量为300g的瓶子,装满水后总质量为1300g,装满某种液体后总质量为1500g,则:(1)该瓶的容积是多大?(2)这种液体的密度是多大?
解:已知瓶子质量m0=300g,装满水后水的质量m水=1300g-300g=1000g,装满某种液体后液体的质量m液=1500g-300g=1200g,求:V瓶,ρ液
所以瓶的容积为103cm3,液体的体积V液=103cm3
(4)判断空心实心
例题:例题:一铁球质量是3kg,体积是0.5L,试判断此铁球是空心的还是实心的.(已知铁的密度是7.8×103kg/m3 )
解法一:比较密度法.
解:已知:球的质量m球=3kg,球的体积V球=5×10-4m3
求:球的密度ρ球
因为ρ球≠ρ铁,所以该球不是实心的
(4)判断空心实心
例题:例题:一铁球质量是3kg,体积是0.5L,试判断此铁球是空心的还是实心的.(已知铁的密度是7.8×103kg/m3 )
解法二:比较质量法
解:假设球是实心的,已知V球=5×10-4m3,ρ球=7.8×103kg/m3
3.9kg>3kg,所以此球是空心的。
(4)判断空心实心
例题:例题:一铁球质量是3kg,体积是0.5L,试判断此铁球是空心的还是实心的.(已知铁的密度是7.8×103kg/m3 )
解法三:比较体积法
解:假设球是实心的,已知m球=3kg,ρ球=7.8×103kg/m3
3.85×10-4m3=0.385L
0.385L<0.5L,所以此球是空心的
(5)根据密度选择不同的材料
飞机采用高强度、低密度的材料制造
(5)根据密度选择不同的材料
制作电影用的道具采用低强度、低密度的材料
(5)根据密度选择不同的材料
气象气球内充有密度很小的氢气或氦气
(5)利用盐水选种
不饱满的种子,由于密度较小,漂浮在水面上
课堂小结
密度
概念:某种物质组成的物体的质量与它的体
积之比
物理意义
物质的一种特性
不同物质的密度一般不同
单位
基本单位:kg/m3
常用单位:g/cm3
公式:
换算:1g/cm3=103kg/m3
1.密度是物质的基本性质之一,关于密度的说法,正确的是( )
A.同种物质组成的物体,体积大的密度小
B.同种物质组成的物体,质量大的密度大
C.密度ρ与物体的质量m和体积V都有关
D.密度ρ在数值上等于物体的质量m与体积V的比值
D
我来闯关
2.一把不锈钢菜刀用了多年,没有发生改变的是( )
A.质量 B.体积
C.密度 D.三者都没改变
3.一个瓶子能装下1kg的水,用这个瓶子能装下1kg的( )
A.汽油 B.酒精
C.水银 D.植物油
C
C
4.人密度跟水差不多,请你估算一下一个中学生的体积最接近于下列哪一个值( )
A.50m3 B.50dm3
C.50cm3 D.50mm3
B
5.甲、乙两种物质的m—V图像如图所示,分析图像可知( )
A.若甲、乙的质量相等,则甲的体积较大
B.若甲、乙的体积相等,则甲的质量较小
C.两物质的密度之比为4:1
D.两物质的密度之比为1:4
C
6. 有一枚纪念币,它的质量为16 .1g,体积为1 .8cm3,试求制成这枚纪念币的金属密度,是何种金属?
解:m=16.1g V=1.8cm3
ρ=m/V =16.1g/1.8cm3
=8.9g/cm3
通过查密度表可知这种金属为铜。