物质的密度
【学习目标】
1.通过实验探究同种物质的质量与体积的关系;
2.掌握密度概念、公式和单位。并会密度单位之间的换算;
3.会查密度表,记住水的密度值及其含义;
4.能运用公式 及变形计算;
【要点梳理】
要点一、探究物体的质量与体积的关系
1.猜想与假设:
(1)相同体积的同种物质,其质量是否相等?
(2)相同体积的不同种物质,其质量是否相等?
(3)在不注明哪杯是纯水,哪杯是盐水的情况下,如果不允许品尝味道,如何区别?
2.实验与测量
(1)测出一些相同物质的体积与质量,再比较它们单位体积的质量。
(2)测出一些不同物质的体积与质量,再比较它们单位体积的质量。
用天平、量筒等测量工具取不同物质的物体分别测出它们的质量与体积,然后取它们单位体积的质量作比较。
(1)测出若干体积不同纯水的质量和体积。
(2)测若干体积不同立方体铁块的质量和体积。
(3)测若干体积不同立方体铜块的质量和体积。
(4)测体若干积不同立方体铝块的质量和体积。
把所测数据填到下表表中:
研究对象 质量
m/g 体积
V/cm3 比值(质量:体积)
数值 单位
3.交流与讨论:
(1)同种物质,体积不同质量也不同;体积相同的质量相同。
(2)相同体积的不同物质,质量不同。
(3)同种物质质量和体积的比值相同;不同物质质量和体积的比值不同。
(4)质量和体积的比值反映了物质的一种特性。
要点二、密度
1.概念:
某种物质的物体,其质量与体积的比值叫做这种物质的密度。这个比值反映了物质的一种特性。
2.密度的公式:
式中的m表示质量,V表示体积,表示密度。
(1)同种物质,在一定状态下密度是定值,它不随质量大小或体积大小的改变而改变。当质量(或体积)增大几倍时,其体积(或质量)也随着增大几倍,而比值是不变的。因此不能认为物质的密度与质量成正比,与体积成反比;
(2)同种物质的物体,体积大的质量也大,物体的质量跟它的体积成正比,即
当ρ一定时,=;
(3)不同物质的物体,在体积相同的情况下,密度大的质量也大,物体的质量跟它的密度成正比,即当 V一定时,;在质量相同的情况下,密度大的体积反而小,物体的体积跟它的密度成反比,即当m一定时,。
3.密度的单位:
国际单位是千克/米3(kg/m3),常用单位有克/厘米3(g/cm3)
它们之间的换算关系:1g/cm3=103kg/m3。
物理意义:铝的密度为2.7×103kg/m3,,表示每立方米的铝的质量为2.7×103kg。
要点诠释:
(1)每种物质都有它确定的密度,即对于同种物质,它的质量与体积的比值是一个常数。如:所有的铝制品的密度是相同的。不论它的体积多大、质量多少,单位体积的铝的质量是不变的;
(2)不同的物质,其密度一般不同,即其质量与体积的比值一般也不同。平时习惯上讲“水比油重”就是指水的密度大于油的密度,在相同体积的情况下,水的质量大于油的质量;
(3)密度与物体的质量、体积、形状、运动状态等无关,与物体的种类和物态有关,还受温度的影响。
【典型例题】
类型一、物体的质量与体积的关系
1、为研究某种物质的特性,小明同学测得六组数据,填在下表中:
序号 物体 质量m/g 体积v/cm3 (质量/体积)/( g/cm3)
1 铝块1 54 20
2 铝块2 108 40 2.7
3 铝块3 162 60
4 铁块1 158 20
5 铁块2 316 40 7.9
6 铁块3 474 60
将表中空白处填写完整;
比较1、2(2与3、1与3)这两组数据,可得出结论: ;
比较1、4(2与5、3与6)这两组数据,可得出结论: 。
【答案】 (1)2.7 2.7 7.9 7.9
(2)同种物质的质量与体积的比值相同,质量与体积成正比。
(3)体积相同的不同物质,它们的质量与体积的比值不同。
【解析】 根据1、2、3或4、5、6可看出,同种物质的体积增大几倍其质量也增大几倍,但质量与体积的比值是不变的,并且进一步看出不同物质(铝与铁)的质量与其体积的比值是不同的。
【总结升华】同种物质的质量与体积的比值相同,这表明物质有一个特性,即质量与体积成正比,这个比值就是密度。
举一反三:
【变式】右图是小明在探究甲、乙、丙三种物质质量与体积关系时作出的图象。分析图象可知( )
A、ρ甲>ρ乙>ρ丙
B、ρ甲>ρ丙>ρ乙
C、ρ丙>ρ乙>ρ甲
D、ρ乙>ρ甲>ρ丙
【答案】当三种物质的体积都为50cm3时,m甲=50g,m乙=35g,m丙=25g,因为m甲>m乙>m丙,所以ρ甲>ρ乙>ρ丙。故选 A。
类型二、密度的概念
2、(2015?峄城区校级模拟)关于密度,下列说法正确的是( )
A.密度与物体的质量成正比,与物体的体枳成反比
B.密度与物体所处的状态无关
C.密度与物体的温度无关
D.密度是物质的特性,与物体的质量和体积无关
【思路点拨】密度是物质本身的一种特性,同种物质(状态不变)密度一定,与质量、体积大小无关。
【答案】D
【解析】A、密度与物体的质量和体枳无关,故A错误;B、密度与物体所处的状态有关,例如,水结冰后,密度变小,故B错误;C、密度与物体的温度有关,例如,一定质量的气体受热,体积变大,密度变小,故C错误;D、密度是物质的特性,与物体的质量和体积无关,故D正确;故选D。
【总结升华】此题考查的是我们对密度物理意义的理解和应用,需要清楚的是:气体密度受温度和气压影响明显,是变化的。
举一反三:
【变式】蜡烛在燃烧过程中,它的( )
A.质量不变,体积变小,密度变大 B.质量变小,体积变小,密度不变
C.质量变小,体积不变,密度变小 D.质量、体积、密度都变小
【答案】B
3、(多选)关于物质的密度下列说法中,正确的是( )
A、同一种物质的密度是不变的 B、在一定条件下同一种物质的密度可能不同
C、不同物质的密度一定不相同 D、不同物质的密度可能不相同
【思路点拨】正确理解密度的概念;每种物质都有它确定的密度,即对于同种物质,它的质量与体积的比值是一个常数。密度与物体的质量、体积、形状、运动状态等无关。
【答案】BD
【解析】密度是物质的一种特性,为单位体积物质的质量,密度与物体无关。由某种物质组成的物体,在状态不变时,体积增大几倍,质量也增大几倍,质量与体积的比值(即密度)不变,但是物体所处的状态变化时,质量不变,体积变化,质量与体积的比值——密度也随之发生变化。一般来说同种物质,质量一定时,固体时体积最小,气体体积最大,所以,一般情况同种物质,固态时密度最大,气态时密度最小。故AB选项中B对。密度是物质的一种特性,每种物质在一定状态下有一个确定密度,不同物质的密度有可能相同。选项CD中D对。
【总结升华】密度是物质特性,不同物质的密度一般不同,同种物质的密度随状态、温度而变化。
举一反三:
【变式】下表给出了在常温常压下一些物质的密度,阅读后请判断下面一些结论,其中正确的是( )
A、固体的密度都比液体的大
B、不同的物质,密度一定不同
C、同种物质在不同状态下,其密度不同
D、质量相等的实心铜块和实心铅块,铜块的体积比铅块小
【答案】C
类型三、密度的计算
4、某金属板长1m,宽50cm,厚8mm,测得其质量是35.6kg,问这可能是什么金属?
【答案与解析】V=1m×0.5m×0.008m=0.004m3
m=35.6kg
∴
经查密度表与铜的密度相同,所以此金属可能是铜。
【总结升华】判断是什么金属,可以先求出它的密度,然后查密度表对照,便可知是什么金属。
举一反三:
【变式】(2014秋?宜城市期末)电影《唐山大地震》作为一个非传统意义的灾难片,为了真实表现那场毁灭一座城市和几十万人生活的灾难,不计成本打造地震场面,重现那“天崩地裂,房屋倒塌”的场面.但在实际拍摄中,倒塌的墙体等并不会伤害演员,砌成这种墙体的物块最有可能是( )
A.泥土砖块 B.金属块 C.泡沫塑料块 D.水泥砖
【答案】C