内容正文:
第4节 密度与社会生活
素养目标
1.知道温度对密度的影响,知道密度知识的应用。(物理观念)
2.知道密度对生产和生活的重要作用,能解释密度与社会生活相关的简单问题。(科学思维)
3.理解密度是物质的一种性质,并能运用密度知识鉴别物质。(科学态度与责任)
一、密度与温度
1.温度对密度的影响:温度能够 改变物质 的密度。在我们常见的物质中, 气体 的热胀冷缩最显著,它的密度受 温度 的影响也最大。一般 固体、液体 的密度受温度的影响比较小。
2.水的反常膨胀
(1)水的反常膨胀:在4 ℃时,水的密度 最大 。温度高于4 ℃时,随着温度的升高,水的密度 越来越小 ;温度低于4 ℃时,随着温度的降低,水的密度 越来越小 。
(2)特点:水凝固成冰时体积 变大 ,密度 变小 。
二、密度与物质鉴别
3.密度与物质的鉴别:密度是物质的基本性质之一,每种物质都有自己的密度,故根据物质的质量和体积,得出物质的密度,再与密度表中各种物质的密度比较,就可以 鉴别物质 。
4.密度的其他应用:①密度在生活中还有其他重要应用,例如可以对密度信息的采集,可以 鉴定牛奶 、 酒的品质 ,农业选种时配置盐水等。②在工业生产中,例如航空器材常采用高强度、低密度的合金或新型合成材料;坚若磐石的底座则需要用 坚固 、 密度大 的材料制成。
【填一填】
1.某运动员获得一块奖牌,他想知道这块奖牌是否由纯铜制成的,于是他用天平和量杯分别测出该奖牌的质量和体积为14 g和2 cm3,并算出它的密度为 7×103 kg/m3。他通过查密度表知道,铜的密度为8.9×103 kg/m3,由此他判断该奖牌 不是 (选填“是”或“不是”)由纯铜制成的。
2.科学家们研制出了一种超轻材枓“碳海绵”——世界上最轻的一类物质,把一块“碳海绵”放在狗尾巴草上,狗尾巴草的茸毛几乎没变形。“碳海绵”比同体积的普通海绵轻得多。说明“碳海绵”这种材料的 密度 较小。
【选一选】
3.密度知识与生活联系非常紧密,下列关于密度的说法正确的是( B )
A.密度是物质的属性,密度的大小与物质的状态无关
B.乒乓球不慎被挤瘪但无破损,球内气体密度变大
C.为减轻质量,飞机采用强度高、密度大的材料制造
D.把一大块玉石雕琢成精美的玉石工艺品,密度会变小
密度与温度
孔明灯又叫天灯,相传是由三国时的诸葛亮所发明。孔明灯点燃后为什么会向上空漂浮。你能解释一下其中的原因吗?
如图所示,如果你点燃蜡烛,会观察到什么现象?为什么?
答案:看到扇叶转动起来。因为点燃蜡烛后,上方的空气温度升高,体积膨胀,密度变小,密度小的热空气上升,形成对流,吹动扇叶转动。
结合漫画,说一说所含的物理知识!
答案:水结冰时,质量不变,密度减小,体积膨胀,如果将玻璃瓶装的水放入冰箱中的冷冻室,水结冰时体积膨胀,容易将瓶子胀破,所以不能将玻璃瓶装的水直接放入冷冻室。
从上述的现象和平时所观察到的现象说一下,一般情况下,气体、液体和固体的密度随温度的变化怎样变化?谁的密度受温度的影响较大?谁的密度受温度的影响较小?
答案:一般情况下,气体、液体和固体的密度随温度的升高而变小,随温度的降低而变大;气体的密度受温度的影响较大,固体和液体的密度受温度的影响较小。
小明记录了一定质量水的体积随温度变化的规律,如图所示。在0~4 ℃间,水温升高时,水的体积将 变小 。当水温在4 ℃ 时,水的密度是 最大 (选填“最大” 或“最小”)的;罐装饮料(可看作为水)在此温度下存放是最 安全 (选填“安全” 或“不安全”)的。
(1)一般物体在温度升高时膨胀,在温度降低时收缩,根据公式ρ=可知,当m一定时,V增大,ρ变小;V减小,ρ增大,即一般物体在温度升高时,密度变小;温度降低时,密度变大。
(2)水的反常膨胀:4 ℃时水的密度最大,高于4 ℃时,水跟其他的物体一样,是热胀冷缩;在0~4 ℃之间,水却是热缩冷胀的,因此4 ℃的水无论是温度升高或降低,体积都增大,密度都会减小。故水在凝固成冰时,密度变小,体积变大。
解析:由图可知,在0~4 ℃间,水温升高时,水的体积将减小。当水温在4 ℃时,水的密度是最大的;罐装饮料在此温度下存放时,质量一定的情况下,密度最大,体积最小,因此是最安全的。
1.小明在一定的环境下将1 g的冰加热,分别记录其温度和体积的数据,利用描点法得到了如图所示的图象。根据密度的定义判断,下列说法正确的是( C )
A.当0 ℃的冰全部熔化成0 ℃的水时,其质量增大
B.当0 ℃的冰全部熔化成0 ℃的水时,其体积增大
C.当0 ℃的冰全部熔化成0 ℃的水时,其密度增大
D.小明的研究结果表明:密度是不会随物质状态的改变而发生改变的
解析:质量是