内容正文:
6.4 密度与社会生活 (导学案)
【学习目标】
1. 知道密度与温度的关系,并能解释简单的与社会生活相关的密度问题。
2. 通过分析实例,理解密度是物质的一种特性,能运用密度知识鉴别物质。
3. 通过学习密度知识的应用,认识到物理理论在解决实际问题中的重要作用。
【学习重点】
1.密度与温度的关系;
2.应用密度鉴别物质。
【学习难点】水的反常膨胀现象;温度为4℃时,水的密度最大。
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
1. 密度与温度的关系:
(1)物体通常具有热胀冷缩的性质,即温度升高时,体积 ;温度降低时,体积 。因为质量不变,根据密度公式ρ=m/V可知,温度升高时,物质的密度会 ,温度降低时,物质的密度会 (以上均选填“变大”、“变小”)。 (选填“气体”、“液体”或“固体”)的密度受温度的影响最大。
(2)风的形成是由于空气受热膨胀体积变大,使密度变 从而上升,热空气上升后,温度低的冷空气从四面八方流过来形成的。
2. 水的反常膨胀:下图所示是“一定质量的水的体积随温度变化关系”的图像。由图可知,温度为 时水的体积最小,高于4℃时,水跟其他的物体一样,是 ;在0~4℃之间,水却是 (反常膨胀)。因此,一定质量的4℃的水,无论是温度升高或降低,体积都变 ,根据ρ=m/V可知:密度都变 ,所以温度为4℃时水的密度最 。
3. 可以通过测量密度的方法来鉴别物质。因为密度是物质的 ,不同的物质密度一般 ,其基本方法是:先求出该物质的密度数值,再查密度表确定属于哪种物质;这种鉴别方法 (选填“是”或“不是”)绝对可靠的。
【合作探究】
探究一、密度与温度
1. 物质密度与温度的关系
【做一做】(1)将一个瘪了的乒乓球放入热水中,观察发生的现象。(2)在室温下,把一个气球套在空锥形瓶的瓶口上,然后把瓶子放入热水中,观察气球的变化;再把瓶子放在冷水中,观察气球的变化。
瘪乒乓球 放入热水中 气球套在锥形瓶口上
【实验现象】①变瘪了的乒乓球会重新 起来。②气球放入热水中时,气球会 起来;放入冰水中,气球 了下去。
【想一想】乒乓球(空锥形瓶)内空气的密度变化吗?为什么?
(3)分析论证:根据 ρ=m/V进行分析。
①瘪了的乒乓球放入热水中时,球内气体受热膨胀,体积 ,因为质量不变,根据ρ=m/V可知,密度 (均选填“不变”“变大”或“变小”) 。。
②套在锥形瓶瓶口上的气球,放入热水中时,瓶内气体受热膨胀,体积变大,密度 ;放入冰水中时,体积变小,密度 (均选填“不变”“变大”或“变小”) 。
(4)实验结论
一定质量的气体,其密度受温度的影响较大。当其温度升高时,密度变小;当其温度降低时,密度变大。
(5)热胀冷缩
自然界中的绝大多数物质都有温度升高时体积变大,温度降低时体积变小的性质,物质的这种性质可简称为“ ”。在我们常见的物质中, 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、液体的热胀冷缩不像气体那样明显,因而密度受温度的影响比较小。
2. 风的形成
(1)风的形成
【做一做】如图1所示,做一个纸风车。把风车放在点燃的酒精灯上方,观察发生的现象。
【实验现象】风车能转动起来。
【想一想】你知道是什么推动了风车吗?[来
【分析】这是因为酒精灯的火焰使附近空气的温度升高,体积变大(膨胀),空气的密度变 ,所以热空气 (选填“上升”或“下降”)形成气流,气流流过风车时,带动风车转起来。
图1 纸风车 图2 风的形成
(2)自然界的风的形成
【分析】风就是空气的流动,风的形成是温度引起空气的热胀冷缩所致。气体受热膨胀,体积变大,根据密度公式ρ=m/V 可知密度变小,所以气体密度变小会上升。热空气上升后,温度低的冷空气就从四面八方流过来,从而形成风。地面附近的风总是从低温地区吹向高温地区。
(3)风的利用:风力提水、风力发电、风帆助航等。
3. 冬天自来水管被冻裂的原因
【思考】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,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?
【分析】从密度表中,我们可以查到冰的密度比水的密度 ,所以水冻成冰后,因为质量不变,根据 V=m/ρ可知,体积 ,所以就把