内容正文:
第四章 物质与材料
第二节 密度
(2024鲁科版)八年级
上
学习目标
物质的质量与体积的关系
01
02
物质的密度
03
温度对密度的影响
用天平分别称量几组体积相同的木块、铝块和铁块,它们的质量相同吗?换用与之前不同体积的木块、铝块和铁块,再测几组体积相同的木块、铝块和铁块的质量。称量的结果对你有什么启示?你能提出什么问题?
一、物质的质量与体积的关系
探究同种物质的质量与体积的关系
体积相同的木块、铝块和铁块,它们的质量并不相同,铁块质量最大,铝块较小,木块最小。而同一种物质,体积越大,质量越大。如果体积增大到原来的2倍,质量也会增加到原来的2倍吗?也就是说,同一种物质的质量与它的体积成正比吗?
我们用铝块做实验。取大小不同的若干铝块,分别用天平测出它们的质
量,用直尺测出边长后计算出它们的体积,列出表来,然后以体积V为横坐
标,以质量m为纵坐标,在方格纸上描点,再把这些点连起来,看看它们更接
近直线还是曲线。
通过所作的图象,可以直观地看到铝块的质量随体积的变化关系,你从中得到了什么结论?
在上面的探究中,计算的是铝块质量与体积的比值。如果是铁块或者木块,这个比值会跟铝块的一样吗?
二、物质的密度
由上面的实验可知,同种物质的质量与体积的比值是一定的,物质不同,其比值一般也不同。这反映了不同物质的不同性质,物理学中用密度(density)表示这种性质。我们把某种物质质量与体积之比叫做这种物质的密度,用公式写出来就是ρ=m/V
密度p的单位是由质量单位和体积单位组成的,常用的质量单位是千克,体积单位是立方米,密度的单位就是千克每立方米,符号是kg/m3,这种单位叫做组合单位。有时,密度的单位也用克每立方厘米,符号是g/cm3。这两个密度单位的关系是千进制换算。
观察表中数据能发现一些规律吗?
1、一般:ρ固>ρ液>ρ气 ;
2、一些物质密度相同:如冰和蜡,酒精和煤油;
3、同种物质物态不同密度可能不同:如冰和水;
4、固体和液体密度用国际单位,数值都表示为“×103 ”的形式,如ρ水=1.0×103 kg/m3 ;气体密度用国际单位,数值没有“×103”,如 ρ空气=1.29 kg/m3。
三、温度对密度的影响
1.将小玻璃瓶里装满染成红色的水,用中间插有细玻璃管的橡胶塞塞紧瓶口,在玻璃管的液面处做一个记号。将小玻璃瓶放入热水中,观察玻璃管中的液面有什么变化。
2.做一个纸风车。如果把风车放在点燃的酒精灯上方,风车能转动起来。你知道是什么推动了风车吗?
由上述实验可以看出,物体受热后体积膨胀。根据公式p=m/V,物体质量不变,体积膨胀后,密度变小。在实验中,空气因受热体积膨胀,密度变小而上升。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。根据这个道理,房间里的暖气一般都安装在墙壁的下部,这样可以使房间内的温度迅速升高。
可见,温度能够改变物质的密度。在我们常见的物质中,气体的热胀冷缩最为显著,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,密度受温度的影响比较小。
一般来说,同种物质随着温度降低,密度会增但水比较特殊。事实表明,4℃的水的密度最大,温度高于4℃时,随着温度的升高,水的密度大。越来越小,温度低于4℃时,随着温度的降低,水的密度也越来越小。水凝固成冰时体积变大,密度变小。人们把水的这种特性叫做水的反常膨胀。
自来水管遵从“热胀冷缩”的规律,水结冰时遵从“热缩冷胀”的规律。从这两方面人手思考,你知道自来水管被冻裂的原因了吗?
温度
体积
4℃
温度
体积
4℃
左图是水的体积随温度变化图像,分析图像你能得到哪些发现?
在0—4℃之间--热缩冷胀;在4℃以上--热胀冷缩。4℃时体积最小,密度最大。
水的反常膨胀在冬天对水中生物有何意义吗?
4℃水的密度最大,因而在水的最下层,即最下层的水温最高。即使水面结冰后,水底温度仍为4℃,利于生物存活。
总结
物质的质量与体积的关系
01
02
物质的密度
03
温度对密度的影响
第四章 物质与材料
第二节 密度
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