内容正文:
第三节 科学探究:物质的密度
素养目标
1. 建立密度的定义,了解密度的单位及换算,会使用密度的公式,知道密度是物质的一种特性。(物理观念)
2. 通过实验探究学习应用比值法定义物理量,建立密度概念。(科学思维)
3. 通过实验探究,寻找物质的质量、体积间的关系。(科学探究)
4. 培养合作精神以及在交流与讨论中应有的正确态度。(科学态度与责任)
一、物质的质量与体积的关系
1. 由同种物质组成的物体的质量与体积的比值是 一定 的。
2. 由不同物质组成的物体的质量与体积的比值一般是 不同 的。由此可见,物体的质量与体积的比值反映了物质的一种 特性 。
二、密度
3. 定义:在物理学中,把某种物质组成的物体的质量与其体积的比叫做这种物质的密度,用符号 ρ 表示。
4. 公式:ρ= ,公式中物理量的含义分别是:m表示 质量 ,V表示 体积 ,ρ表示 密度 。
5. 单位:在国际单位制中,密度的单位是 千克/米3 ,读作 千克每立方米 ,符号 kg/m3 。常用单位还有 克/厘米3 ,读作 克每立方厘米 ,符号 g/cm3____。
换算关系: 1 g/cm3=1 000 kg/m3 。
【选一选】
1. 如图所示是我国自行研制的C919大型喷气客机,它的机身和机翼均采用了极轻的碳纤维材料。这种材料的优点是( A )
A. 密度小 B. 弹性小
C. 体积小 D. 硬度小
2. 一瓶纯净水喝掉一半后,剩下的半瓶水与原来的一瓶水比较( A )
A. 质量减小,密度不变
B. 质量不变,密度不变
C. 体积减小,密度减小
D. 体积不变,密度减小
【微思考】
3. 生活中所说的“铁比棉花重”这句话对不对?应当怎样理解这句话?
答案:这句话不对,通常所说的“铁比棉花重”指的是铁的密度大于棉花的密度。
质量与体积的关系
某同学在进行探究物体的质量跟体积的关系的实验中:
如表是这位同学记录的实验内容和实验数据,请你根据表格中记录的内容和数据,进行分析比较,回答下列问题:
物体
质量m/g
体积V/cm3
质量跟体积的比值/(g·cm-3)
铁块1
79
10
7.9
铁块2
158
20
7.9
铁块3
237
30
7.9
铝块1
54
20
2.7
铝块2
108
40
2.7
铝块3
162
60
2.7
从表中的数据可以得出什么结论?
答案:同种物质组成的不同物体,质量跟体积的比值是一定的。不同种物质组成的物体,质量跟体积的比值一般是不同的。
通过实验可见,物体质量与体积的比值反映了组成该物体的物质所特有的性质,这个性质叫什么?采用了什么定义法?
答案:这个比值反映了物质的一种特性,这种特性叫做密度。采用了比值定义法。
我们在做这个实验时,要选取多种物质,且对每种物质都要收集多组数据,这是为什么?
答案:选取多种物质进行多次实验,目的是避免偶然性,寻求普遍规律。
某学习小组在探究同种物质的质量与体积的关系时,选用了体积为10 cm3、20 cm3、30 cm3的三个铝块和托盘天平进行实验。
(1)调节天平后,小明用天平称量铝块1(体积为10 cm3)的质量,如图甲。这一操作中的错误是 用手拿砝码 。改正错误后,他正确操作,平衡时右盘砝码和游码在标尺上的位置如图乙。请将此铝块的质量填写在下表横线处。他接下来继续测量铝块2和铝块3的质量并完成下表的记录。
铝块
m/g
V/cm3
1
27
10
2
54
20
3
84
30
(2)小组在进行数据分析时,发现铝块3的数据与铝块1和铝块2的规律不相符,为了得到同种物质的质量与体积的比值相同的结论,他们将铝块3的质量数据改为81。并用描点法画出铝块的m V图像,请你在图丙的方格纸建立坐标系完成他们的图像。
答案:如图所示。
(3)请你对他们更改数据的做法进行评价: 做法不对 。如果是你,对这种情况采用的做法应该是 分析原因,重新实验 。
通过分析实验得出的数据可以得到同种物质的质量与体积成正比。根据表中数据在图中描点连线,作出铝块的质量随体积变化的图像。实验探究要坚持实事求是的原则,不能为了凑结论随意更改数据。
1. 如图所示为探究甲、乙两种物质质量跟体积关系的图像。以下分析正确的是( C )
A. 同种物质的质量跟体积的比值是不同的
B. 不同物质的质量跟体积的比值是相同的
C. 甲物质的质量跟体积的比值比乙物质大
D. 甲物质的质量跟体积的比值比乙物质小
解析:从图像可知,同种物质的质量与体积成正比,物质不同,图线不重合,说明不同物质的质量与体积的比值不同。在体积相同时,甲物体的质量大于乙物体的质量,即甲物质的质量跟体积的比值比乙物质的大。
密度
什么是物体的密度?一瓶水喝掉