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第2节 密度
第六章——质量与密度
新课导入
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长度和横截面积都相同的铝柱(如图)和钢柱,哪个质量大?
如果它们的体积很大,质量不便直接测量,我们如何间接地得到它们的质量呢?
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思考:当把水桶装满水和装一半水时,桶中水的质量有什么数量关系吗?
探究同种物质质量与体积的关系。
同种物质的质量与体积之间的关系是怎样的呢?
探究同种物质质量与体积的关系
①体积相同的同种物质,其质量相等;
②物体的体积越大,质量越大;
提出问题:
猜想与假设:
物质的质量与体积的关系
一
实验目的:
物质的质量与体积的关系
一
思考:①实验中需要测量什么物理量?
②实验过程中需要用到什么测量工具?
③如何直观地验证同种物质的质量与体积是否成正比?
质量、体积。
托盘天平、刻度尺。
运用图象寻找规律。
物质的质量与体积的关系
一
【实验】探究同种物质的质量与体积的关系
天平、砝码、体积不同的铝块和铜块、刻度尺。
刻度尺
A
B
C
三个体积
不等的铝块
D
E
F
三个体积
不等的铁块
实验数据记录表格
铝块
物质的质量与体积的关系
一
实验图像
铝块
实验图像
铝块
一、探究同种物质的质量与体积的关系
结论
铝块的质量跟体积成正比。
铝块
8 8
实验数据记录表格
铁块
物质的质量与体积的关系
一
换用铁块,继续实验。
铁块
铁块
物质的质量与体积的关系
一
结论
铁块的质量跟体积成正比。
铁块
实验数据记录表格
物质的质量与体积的关系
一
铁块
铝块
铁块
铝块
对比发现
不同物质,质量跟体积的比值不同;
同种物质,质量跟体积的比值相同。
密度
二
1. 定义:某种物质组成的物质质量与它的体积之比叫做这个物质的密度。
用ρ表示密度,m表示质量,V 表示体积
密度=
质量
体积
变形公式
2. 公式:
3. 单位:
国际单位:千克每立方米 (kg/m3)
常用单位:克每立方厘米 (g/cm3)
ρ、m、V关系的同一性:
对应同一物体的质量、体积、密度
密度
二
水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3,其物理意义为
1立方米水的质量为1.0×103千克。
铁的密度ρ铁=7.9×103 kg/m3,其物理意义又是什么呢?
4.密度的物理意义
(1)每种物质都有它确定的密度,同种物质,密度是不变的,与物体的质量、体积、形状等无关。
(2)密度与物质的种类有关,不同物质的密度一般是不同的。
(3)密度与物质的温度和状态有关。(如水和冰的物态不同)
一般情况下ρ固>ρ液>ρ气
5. 密度的一般规律
1. 物质密度与温度的关系
自然界中一般物体有热胀冷缩的规律,但气体体积受温度影响较大,所以气体密度受温度影响较大,固体、液体变化较小
状态变化
温度变化
质量不变
体积变化
密度变化
热胀冷缩
2.水的热膨胀规律
如图所示,一定质量的水的体积随温度变化的关系” 做出的图像
发现规律:4℃以上的水是热胀冷缩,而0℃~ 4℃的水是热缩冷胀,把这种现象称为反常膨胀。
结论:在温度为4℃时,水的密度最大.
4℃的水密度最大
与水的反常膨胀有关的现象
①水在4℃时的密度最大,下沉到水底。如图所示:水的反常膨胀使得水从上到下结冰。在寒冷的冬天,水面冰封了,但较深湖底的水却有可能保持4℃的水温,利于生物存活。
②由于水在4℃时的密度最大,体积最小,所以饮料的储存或运输在温度为4℃时最安全的。
冬天自来水管被冻裂的原因
在我国的北方,冬天对自来水管的保护十分重要。如果保护不好,使水管内的水结了冰,不仅影响正常的生活用水,有时还会把水管冻裂,造成送水设备的损坏。那么,自来水管为什么会被冻裂?
ρ水=1.0g/cm3
ρ冰=0.9g/cm3
课堂习题
1. 一块砖分成大小不相等的两块,则 ( )
A.小块的密度大 B.大块的密度大
C.密度一样大 D.无法判断
C
密度与质量和体积无关,与温度和物态有关
2. 盛夏天气炎热,小华将奶茶喝掉一半后盖上盖子放入冰箱,一段时间后,她拿出奶茶,发现奶茶全结成冰,请问奶茶结冰前后不变的物理量是( )
A.质量 B.体积 C.密度 D.状态
A
课堂习题
4.气体受热会膨胀,家里的空调一般将风口安装在房间里靠近天花板的位置,这是因为房间的空气遇冷后,密度变_____(选填“大”或“小”),从而向下运动;但水却有反常膨胀的特性,如图所示是水的密度在0~8℃范围内随温度变化的曲线。根据图像可知,在0~4℃之间,水具有_______(选填“热胀冷缩”或“热缩冷胀”)的性质,4℃时水的密度最_____,因为水的这一性质,从而保护了水底生物的安全。
热缩冷胀
大
大
3. “天问一号”火星探测器和火星车都使用了一种新型材料——纳米气凝胶,能在“极热”和“极寒”两种严酷环境下,保证工作平台正常工作不受环境温度影响。同时这种材料具有超轻特性,它的质量大约只有同体积水的质量的 1/66,极大地减轻了火星车的负担,让它运动更灵活。纳米气凝胶具有极轻特性,是指它的( )
A.质量小 B.密度小 C.重力小 D.体积小
B
课堂习题
5.关于质量和密度,下列叙述正确的是( )
A.氧气瓶中的氧气用去一半后,其密度不变
B.水结成冰后,密度不变
C.从地球带到太空的食品,质量不变
D.一瓶矿泉水被喝掉一半后,剩余矿泉水的密度变小
C
6. 如图所示是甲、乙两种物质的质量m与体积V的关系图像,由图像可知,甲、乙两种物质的密度ρ甲、ρ乙和水的密度ρ水之间的关系是( )
A.ρ乙>ρ水>ρ甲 B.ρ乙>ρ甲>ρ水
C.ρ水>ρ甲=ρ乙 D.ρ甲=ρ水>ρ乙
D
7.如图,四只体积相同的烧杯分别盛有质量相等的煤油、汽油、植物油和硫酸(ρ硫酸>ρ植物油>ρ煤油>ρ汽油),其中盛汽油的烧杯是( )
课堂习题
B
课堂小结