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第二节 密 度
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知识梳理
要点突破
课堂十分钟
知识梳理
一、物质的质量与体积的关系
同种物质的体积越大,质量就越 ,但质量与体积的比值是
的,不同物质的质量与体积的比值一般 ,为了表示不同物质的质量与体积的比值不同,物理学上引入了 这个概念。
大
一定
不同
密度
质量
体积
m=ρV
kg/m3
g/cm3
1 g/cm3=1×103 kg/m3
2.水的密度为1.0×103 kg/m3,读作1.0×103千克每立方米,它表示的物理意义是 。
1立方米的水的质量为1.0×103千克
3.同种物质的密度一般 ,物质的质量与其体积成 比,物质的密度与物质的质量、体积、形状等 ,但与质量和体积的比值有关,不同物质密度一般 ,所以密度是物质的一种 。
三、密度与温度
1.一般情况下物体受热后体积 。根据公式 ,物体的质量不变,体积膨胀后,密度 。
2.在固体、液体和气体中, 的密度受温度的影响最小, . 的密度受温度的影响最大。一定质量的气体,当温度升高时,体积膨胀后,密度变 ,从而向 运动。而周围温度 的气体会从四面八方流过来,从而形成风。
相同
正
无关
不同
特性
膨胀
变小
固体
气体
小
上
较低
3.水的密度与温度的关系是:温度高于4 ℃时,随着温度的升高,水的密度越来越 ;温度低于4 ℃时,随着温度的降低,水的密度越来越 ;因此水在温度为4 ℃时的密度最 。
小
小
大
要点突破
[典例1]小丽发现:体积大的铁块质量大、体积大的木块质量也大、水也是这样。于是,她选用水来探究“同种物质的质量与体积的关系”。
(1)小丽测量水的质量需要的器材有:盛水的容器、水、烧杯和 。
探究同种物质的质量与体积的关系
解析:(1)质量的测量工具是天平,所以测量水的质量还需要的器材有天平。
天平
(2)小丽为了简化实验,找来一个小杯,通过实验得到下列数据:
实验次数 水的质量/g 水的体积
1 10.1 1小杯
2 20.0 2小杯
3 29.9 3小杯
分析表中的实验数据,小丽可以得到的实验结论是:水的质量与体积成
比。
解析:(2)分析数据可知水的质量与体积的比值基本上是相等的,说明水的质量与体积成正比。
正
(3)小梅用另一种杯子按小丽的方法“探究水的质量与体积的关系”,得出了与小丽完全相同的结论。在与小丽交流时,发现这种实验方法虽然简单,但他们实验得出的质量与体积的 不同。为解决这一问题,他们决定用量筒替代小杯继续进行探究……
解析:(3)由于杯子容积不一样,所以由他们的实验数据得出的质量与体积的数量关系不一致。
比值
[针对训练1]如图所示是甲、乙两种物质的质量与体积的关系图像。由图像可知( )
A.同种物质,体积越大,质量越小
B.同种物质,质量与体积成正比
C.甲物质的密度小于乙物质的密度
D.乙物质的密度为0.5 kg/m3
B
密度及其特性
D
[针对训练2](2023海南)下列现象中,密度变大的是( )
A.铁棒磨成针 B.冰熔化成水
C.橡皮泥捏成小船 D.氧气瓶内的氧气用了一段时间
B
密度的计算
[典例3]一辆油罐车中装了30 m3的油料,小明想知道所装油料的质量,但不知道其密度大小,便从车上取出30 cm3的油料,测得其质量为
24 g。求:
(1)这种油料的密度ρ油。
(2)油罐车上所装油料的质量m总。
(2)由密度公式得油罐车所装油料的质量为m总=ρ油V总=0.8×103 kg/m3
×30 m3=2.4×104 kg。
答案:(1)0.8 g/cm3 (2)2.4×104 kg
D
密度与温度
[典例4]如图所示,4 ℃的水密度最 .温度高于4 ℃时,随着温度的升高,密度越来越 ;温度低于4 ℃时,随着温度的降低,密度越来越 。水凝固成冰时,体积变 ,密度变 。所以冬天河面已经结冰,但在较深的河底水的温度为4 ℃。
大
小
小
大
小
[针对训练4]点燃两支长度不同的蜡烛,将其固定在桌面上,如图所示。如果用玻璃烧杯将两支蜡烛罩在里面,发现较长的一支蜡烛先熄灭,这是由于燃烧产生的温度较高的二氧化碳气体的密度比空气密度要
,从而二氧化碳气体 (选填“上升”或“下降”)。
小
上升
课堂十分钟
1.A、B、C三种物质的质量m和体积V的关系图像如图所示。由图可知三种物质的密度ρA、ρB、ρC之间的关系是(ρ水=1.0×103 kg/m3)
( )
A.ρ水>ρA
B.若VA=VB,则mA>mB
C.ρB<ρC
D.物质C的密度随着体积的增大而增大
B
D
3.有三个容量均为200 mL的瓶子,分别装满酱油、纯水和植物油,已知ρ酱油>ρ纯水>ρ植物油,那么瓶子所装液体质量最大的是( )
A.纯水 B.酱油 C.植物油 D.一样多
B
4.小聪和小明为了探究“温度和物质状态对同种物质密度的影响”,在一定的环境下将1 kg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像,则下列说法正确的是( )
A.在0 ℃时,冰块的密度比水大
B.水结冰时,质量不变,体积变小
C.当水从0 ℃上升到4 ℃的过程中,随着温度的升高,其密度逐渐增大
D.小明和小聪的研究结果表明:密度是不会随着物质的状态改变而发生改变的
C
5.小科配置了一瓶酒精,装瓶过程中洒掉了一些,剩下的酒精的密度
(选填“变大”“变小”或“不变”),酒精的密度是0.8×
103 kg/m3,它表示的物理意义是 。
6.用刻度尺测出实心合金块的棱长为2.00 cm,用天平测量合金块的质量,示数如图所示,合金块的质量为 g,算出合金块的密度ρ=
g/cm3,若将此合金块切去一半,则剩余部分的密度 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
不变
1 m3酒精的质量是800 kg
62.4
7.8
不变
7.(2024榆阳期末)小天买来0.32 kg鲜豆腐,其密度为0.8 g/cm3。将鲜豆腐冰冻后化冻,让水全部流出,留下数量繁多的孔洞,豆腐整体外形不变(即总体积不变),变成了不含水分的海绵豆腐,在涮锅时可以充分吸收汤汁达到增加口感的目的,海绵豆腐内所有孔洞的体积占总体积的50%。则鲜豆腐的体积是 cm3,鲜豆腐变成海绵豆腐时流出水的质量是 g,鲜豆腐的含水量(水的质量占总质量的百分比)为
%,海绵豆腐实心部分的密度是 g/cm3。(ρ冰=0.9×
103 kg/m3)
400
180
56.25
0.7
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二、物质的密度
1.在物理学中,某种物质组成的物体的 与它的 之比叫作这种物质的密度。密度公式是ρ=,变形公式是V=和 。在国际单位制中,密度的单位是 ,还有常用单位 ,两个单位的换算关系是 。
[注意] 密度公式ρ=,只是密度的定义式和测量式,而不是密度的决定式,物质的密度是它自身的性质,与它的质量和体积无关。因而单从数学知识看密度公式,得出物质的密度ρ与质量m成正比,与体积V成反比的结论,显然是错误的。
ρ=
[典例2]下列关于密度公式ρ=的说法中,正确的是( )
A.物质的密度跟它的质量成正比
B.物质的密度跟它的体积成反比
C.物质的密度跟它的质量成正比,且跟它的体积成反比
D.物质密度跟它的质量、体积大小无关
解析:(1)油料密度为ρ油===0.8 g/cm3。
[针对训练3]某钢瓶内所装氧气的密度为12 kg/m3,若在某天的气焊中用去其质量的,则瓶内剩余氧气的密度是( )
A.12 kg/m3 B.9 kg/m3
C.6 kg/m3 D.3 kg/m3
解析:设钢瓶的容积为V,由ρ=得,原来钢瓶里氧气的质量m0=ρ0V,用去了其质量的,剩余氧气的质量m′=m0=ρ0V,因为瓶内氧气的体积不变,所以剩余氧气的密度ρ′===ρ0=×12 kg/m3=3 kg/m3。
2.关于物质的密度,下列说法正确的是( )
A.“铁比木头重”这句话是指拿起铁块一定比拿起木块费力
B.将正方体木块切去一半,剩余部分质量变小,密度变小
C.由公式ρ=可知,物质的密度跟质量成正比,跟体积成反比
D.密度是物质本身的一种属性,不同物质的密度一般不同
解析:鲜豆腐的质量为m1=0.32 kg=320 g,鲜豆腐的体积为V1===
400 cm3;海绵豆腐内所有孔洞的体积为V2=50%V1=50%×400 cm3=200 cm3,豆腐含冰的质量为m冰=ρ冰V2=0.9 g/cm3×200 cm3=180 g,因水结冰后质量不变,则m水=m冰=180 g,鲜豆腐的含水量为×100%=×100%=56.25%;海绵豆腐的实心部分质量为m实=m1-m水=320 g-180 g=140 g,因鲜豆腐冰冻后,豆腐整体外形不变,所以,海绵豆腐的实心部分体积V实=V1-V2=400 cm3-
200 cm3=200 cm3,海绵豆腐的实心部分密度为ρ2===0.7 g/cm3。
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