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第3节 科学探究:物质的密度
八年级
初中物理
第五章 质量与密度
1.通过探究同种物质的质量与体积的关系,体会利用比值不变反映的数量关系来定义物理量的方法。
2.掌握密度的定义、公式和单位,理解密度的物理意义。
3.能运用密度公式测量液体和固体的密度。
学习目标
物质的质量与体积的关系
知识点一
不同物质的物体的质量与体积的关系?
同种物质的物体的质量与体积的关系?
用天平称量体积相同的铜块、铝块、铝块,它们的质量相同吗?关于称量的结果,你受到了什么启示,能提出什么问题?
实验一 :测量相同体积的不同物质的质量。
器材:
体积相同的铜块、铁块、铝块
托盘天平
砝码
将实验数据填入下表中:
体积(cm3) 质量(g) 质量/体积(g/cm3)
铜块 10
铁块 10
铝块 10
88.8
78.9
27.2
8.9
7.9
2.7
结论一:不同物质质量与体积的比值是不同的。
实验二:测量不同体积的相同物质的质量。
器材:
托盘天平
砝码
不同体积的相同物质——铝块
1
2
3
质量(g) 体积(cm3 ) 质量/体积 (g/cm3)
铝块1 10
铝块2 20
铝块3 30
27
54
81
2.7
2.7
2.7
将实验数据填入下表中:
V/cm3
m/g
通过所作的图像,你得到什么结论?
10
20
30
0
90
70
50
30
10
铝块
(10,27)
(20,54)
结论二:同种物质质量和体积比值相同具有成正比的关系。
(30,81)
在上面的探究中,分别计算每个铝块质量与体积的比值。如果是铁块或者木块,这个比值会跟铝块的一样吗?
铁块
木块
比值不同。
想想做做
实验证明,同种物质的质量和体积之间的比值是一定的,不同物质的质量与体积之间的比值是不同的。因此,这个比值反映了物质的一种特性。
分析和论证
为了描述物质的这种特性我们引了——密度的概念
某种物质组成的物体的质量与其体积之比叫做这种物质的密度。
注:密度是物质的一种特性,通常可以用来鉴别一些物质。但是会受一些外界因素的影响(如温度、压强、状态等)。在温度变化不大时,由于固体和液体的热胀冷缩不大,我们可以认为密度不变。
1.密度的概念
密度
知识点二
密度=———
体积
密度-ρ
质量-m
体积-V
m
则公式就为: ρ =——
V
2.密度的计算公式
质量
4.换算关系
即:1 g/cm3=103 kg/m3 ,1 kg/m3=10-3 g/cm3
单位
千克/米3
克/厘米3
国际单位:
常用单位:
(kg/m3)
(g/cm3)
3.密度的单位
5.物理意义
水的密度: 1.0×103 kg∕m3
物理意义是:
1m3的水的质量是1.0×103 kg
(4)同种物质在不同的状态下,密度不同。如冰和水。
(2)一般情况下,不同的物质密度不同。密度的大小与物质的种类有关,与物质的质量和体积无关。
(3)密度相同的不一定是同种物质。如煤油和酒精、冰和蜡。
6.需要注意的几个问题
(1)质量是物体的特性,而密度是物质的特性。如一瓶汽油用去一半,剩下一半的质量只是原来的二分之一,但密度却不变。
测量液体和固体的密度
知识点三
实验一:测液体(如盐水)的密度
1. 实验原理:ρ =m/V
2. 实验设计:用天平测出液体的质量,用量筒测出液体的体积,用公式 ρ=m/V 计算出液体的密度。
3. 实验器材:天平、量筒、烧杯、待测液体(盐水)。
4. 实验讨论:以下方法测量的是那部分盐水的质量?
(5)根据密度公式 计算盐水的密度。
5. 实验步骤:
(1)将天平放在水平桌面上,调节天平平衡;
(2)将适量液体倒入烧杯中,用天平测出液体和烧杯的总质量m1;
(3)将烧杯中的液体倒入量筒中一部分,用天平测量烧杯和剩余液体的总质量m2 ;
(4)记录倒入量筒中的一部分液体的体积V;
烧杯和盐水的总质量m1(g) 烧杯和杯内剩余盐水的质量m2(g) 量筒中盐水的质量m = m1 -m2(g) 量筒中盐水的体积V (cm3) 盐水的密度ρ
(g/cm3)
盐水密度的表达式:
1.05
20
21
62
41
6. 实验记录表格:
7.其他方法
将杯中装一定量某液体,用天平测总质量m2
用天平测空杯质量m1
测量结果偏大(因为体积偏小)
将杯中该液体全部倒到量筒中,读量筒内液体的体积V
ρ=
m2-m1
V
液体密度:
1. 实验讨论:
怎样测形状不规则的石块体积(可以沉入水中的物体)?
使用量筒,利用排水法测体积。
石块的体积
石块放入前的体积
石块和水的总体积
实验二:测固体的密度
2. 实验步骤:
(1)用调节好的天平测量石块的质量m;
(2)在量筒中倒入适量的水,记录水的体积V1;
(3)用细线拴好石块,浸没在量筒的水中,记录水面到达的刻度V2;
(4)根据公式 = / 计算石块的密度。
小石块的质量m(g) 小石块放入量筒前水的体积 V1 (cm3 ) 小石块和水的总体积V2 (cm3 ) 小石块的 体积V (cm3 ) 石块的密度ρ(g/cm3 )
石块密度的表达式:
3. 实验记录表格:
60
80
20
50
2.5
课堂小结
随堂练习
1.根据密度公式ρ=m/V,下列说法中正确的是( )
A.物体的密度与物体的质量成正比
B.物体的密度与物体的体积成反比
C.物体的密度与质量成正比同时与体积成反比
D.密度是物质的一种特性与质量、体积无关
D
2. 盛装氧气的钢瓶内氧气的密度为8 kg/m3 ,工人使用氧气进行焊接用去了1/4后,则瓶内氧气的密度为 ( )
A.8 kg/m3 B. 6 kg/m3
C. 2 kg/m3 D. 无法确定
B
3、在测定小石块密度的实验中,某同学的实验步骤如下:
a、用天平称出石块的质量 m;
b、在量筒内倒入一定量的水,记下水的体积V1;
c、把石块全部浸入水中,记下水的体积V2;
d、将天平放在水平桌面上,调节天平平衡;
(1)合理的实验步骤是__________________
(2)石块的密度的计算式为__________________
(用字母表示)
d、a、b、c
ρ=m/ (V2-V1 )
4.给你一个托盘天平,一只墨水瓶和足量的水,如何测出牛奶密度?写出实验步骤,并写出牛奶的计算表达式。
根据 ,只要测出质量m 和其对应的体积V 就行。可以分别用水和牛奶将瓶装满,用天平测出它们的质量,求出水的体积,即是瓶的容积和牛奶的体积。