第十讲 物质的密度-【暑假辅导班】2021年新七年级科学暑假精品课程（浙教版）

第十讲 物质的密度 【衔接导入】 黑洞 黑洞（英文：Black Hole）是现代广义相对论中，存在于宇宙空间中的一种天体。黑洞的引力极其强大，使得视界内的逃逸速度大于光速。故而，“黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体”。  1916年，德国天文学家卡尔·史瓦西通过计算得到了爱因斯坦场方程的一个真空解，这个解表明，如果一个静态球对称星体实际半径小于一个定值，其周围会产生奇异的现象，即存在一个界面——“视界”，一旦进入这个界面，即使光也无法逃脱。这个定值称作史瓦西半径，这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒命名为“黑洞”。 黑洞无法直接观测，但可以借由间接方式得知其存在与质量，并且观测到它对其他事物的影响。借由物体被吸入之前的因黑洞引力带来的加速度导致的摩擦而放出x射线和γ射线的“边缘讯息”，可以获取黑洞存在的讯息。推测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际云气团绕行轨迹来得出，还可以取得其位置以及质量。 北京时间2019年4月10日21时，人类首张黑洞照片面世，  该黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心，距离地球5500万光年，质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个阴影，周围环绕一个新月状光环。爱因斯坦广义相对论被证明在极端条件下仍然成立。  北京时间3月24日晚10点，中国科学家参与的事件视界望远镜（ETH）合作组织公布最新研究成果：偏振光下M87超大质量黑洞的影像。  【知识新授】 一、密度 (1)概念 单位体积的某种物质的质量叫做这种物质的密度，用符号ρ表示。 (2)公式：ρ＝ 变形：或 (3)单位 密度的国际单位是kg/m3，常用单位是g/cm3，它们的换算关系是1 g/cm3＝1×103 kg/m3。 水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3（记忆） (4)常见物质的密度值（部分） 物质 密度/(kg·m－3) 物质 密度/(kg·m－3) 纯水 1.0×103 冰 0.9×103 煤油 0.8×103 干松木 0.5×103 酒精 0.8×103 铜 8.9×103 水银 13.6×103 铅 11.3×103 二、密度的应用 ①根据ρ＝，利用密度可以鉴别物体是由哪种物质组成的。每种物质都有一定的密度，不同的物质密度一般不同。 ②由ρ＝得m＝ρV，可求物体的质量。对于较大的物体，其质量不能用测量工具直接测量，可设法测出体积，查出该物质的密度再计算。 ③由ρ＝得V＝，可求体积。对某些形状不规则的物体，它的体积不易直接测量，可设法测出它的质量，查出该物质的密度再计算。 ④物质的密度值可以作为选择材料的标准。 ⑤判断物体是否空心，具体方法有三种:先假定物体是实心的，通过计算。 则物体是空心的。 ⑥两物体等质量混合 ⑦两物体等体积混合 三、密度的测量 (1)测固体的密度：密度大于水的固体（以测铁块密度为例） 原理：ρ＝，用天平测出物体的质量，用量筒测出物体的体积，然后用上述公式计算出物质的密度即可． 器材：天平和砝码、铁块、量筒、水、细绳 步骤：①将天平放在水平桌面上，调节天平平衡；②将被测铁块放在天平上称出其质量为m；③在量筒中倒入适量的水，读出水的体积值V1；④用细绳将铁块拴好，浸没在量筒的水中，读出这时铁块和水的总体积值V2；⑤铁块的体积为：，被测铁块的密度： (2)测液体密度 ①原理：ρ＝ 步骤：①用天平测液体和烧杯的总质量m1 ；②把烧杯中的液体倒入量筒中一部分，读出量筒内液体的体积V；③称出烧杯和杯中剩余液体的质量m2 ；④得出液体的密度ρ=（m1-m2）/ V 【例题分析】 例1．5m3的冰和5m3的水相比较（　　） A．水结冰后与冰的质量相同 B．冰和水体积相同，水的质量比冰大 C．冰和水的体积相同，冰的质量比水大 D．冰化成水后两者的体积相同 【解答】解：5m3水和5m3冰的体积相等， 因为水的密度是1.0×103kg/m3，冰的密度是0.9×103kg/m3， 所以，根据ρ可知，5m3水的质量大于5m3冰的质量； 因为质量是物体本身的一种属性，与物体的形状、状态、空间位置无关， 所以，冰化成水或水结冰后，冰和水的质量不变，即5m3水结冰后质量大于5m3冰的质量； 所以，根据V可知，冰化成水后体积减小、两者的体积不相等。 综上分析可知，选项ACD错误，B正确。 故选：B。 例2．如图所示，桌面上放三个相同的玻璃杯，玻璃杯中分别装有质量相等的甲、乙、丙三种液体，则关于三种液体的密度，下列说法正确的是（　　） A．甲液体的密度最大 B．乙液体的密度最大 C．丙液体的密度最大 D．三种液体的密度一样 【解答】解：由图可知，甲、乙、丙三种液体的体积关系为：V乙＞V甲＞V丙， 三种液体质量相等， 根据ρ可知，三种