6.1 物质的密度（课件）-【上好课】2024-2025学年八年级物理下册同步精品课堂（沪科版（五四学制）2024)

沪科版（五·四学制） 八年级下册 第6章 密度与压强 6.1 物质的密度 大型客机是重要的现代交通工具，C919 大型客机是我国首次按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式干线客机，彰显我国工 业技术的整体水平。飞机的研制涉及材料的密度和流体的压强等问题。本章我们将学习密度和压强的相关知识。 通过本章内容的学习，你将了解液体压强和大气压强，理解密度和压强等基本概念，知道流体压强与流速的关系；学会测量固体和液体密度的基本方法；经历探究影响液体压强因素的过程；了解密度与压强知识在日常生活中的具体应用；初步建立物质观念。 第6章 序言 图 6-1-1 所示是各种规格的矿泉水，显然， 相同体积的水质量相同，瓶中所装水的体积越大，这瓶水的质量就越大。 但是，相同体积的水和食用油的质量并不相同，这是为什么呢？ 情景引入 01 02 03 04 05 CONTENTS 密度随温度的变化 物体的质量与体积有什么关系？ 密度 密度在生活中的应用 PART ONE 物体的质量与体积有什么关系？ 2、如图所示，相同的硬币，一枚、两枚…硬币的枚数增大几倍，质量也就相应地增大几倍。由于每枚硬币的体积相等，因此我们可以推测，硬币的质量与体积可能成正比。 思考：由其他物质组成的物体，质量与体积是否也成正比呢? 硬币 一、同种物质质量与体积的关系 1、我们测量不同瓶装水的质量与体积，发现水的质量与体积成正比。 选择两种不同的物质(如铁和铜),每种物质各选三个体积不等的长方体。分别测量它们的质量和体积，将测得的数据记录在表格中，并计算其质量与体积的比。 不同体积的铁块或铜块 二、不同种物质质量与体积的关系 三个不同体积的铁块和三个不同体积的铜块，用天平分别测量它们的质量，用刻度尺分别测量与体积相关的长度（长、宽、高），计算它们的体积。 实验器材： 天平、砝码、体积不同的铁块和铜块、刻度尺。 实验设计： (1)调节天平平衡； (2)用天平分别称量不同体积的铁块和铜块的质量，并记入表格； (3) 测量分别称量不同体积的铁块和铜块的长、宽、高，计算他们的体积，并记入表格。 实验数据： 物质 铁块 m/g V/cm3 m/v (g/cm3) 物质 铜块 m/g V/cm3 m/v (g/cm3) 铁 a 47.2 6.00 7.87 铜 a 53.8 6.00 8.97 b 94.2 12.00 7.85 b 107.4 12.00 8.95 c 141.4 18.00 7.86 c 161.2 18.00 8.96 实验步骤： 处理实验数据时,可以采用图像法. 以体积V为横坐标，以质量 m为纵坐标，在坐标系中再加上一个m=0，V=0的点。根据表中数据画出了铁块和铜块的m-V图像。 数据处理： v/cm3 m/g 铜块 v/cm3 m/g 铁块 1.同种物质的不同物体，质量与体积的比是否相等?不同物质的物体， 质量与体积的比是否相等? 2.通过上述比较，你认为质量与体积的比能反映什么问题? 由同种物质组成的不同物体，质量与体积的比值相等；不同物质组成的物体，质量与体积的比值不相等.因为物体的质量与体积之比与物体无关，只与物质有关，所以物体的质量与体积之比是反映物质特性的物理量。 议一议 相等；不相等。 大量实验表明，通常情况下，同种物质组成的物体的质量与体积的比值是一个定值；不同物质组成的物体的质量与体积的比值一般不同。 那么质量与体积之比用什么物理量来描述是我们接下来要学习的内容。 PART TWO 密 度 1．定义：在物理学中，将某种物质组成的物体的质量与体积之比叫做这种物质的密度，用 ρ 表示。 2．密度的符号： 3．公式： 4．密度在数值上等于单位体积物体的质量. 密度 5．单位： （1）国际单位：千克/米3,符号为kg/m³，读作千克每立方米。 （2）常用单位：克/厘米³,符号为g/cm³，读作克每立方厘米。 （3）单位换算： 1 g/cm 3 =103 kg/m3 对密度公式 的理解 （1）同种物质状态不变时，不能理解为物质的密度与质量成正比，与体积成反比。 解释：虽然密度由质量与体积之比来定义，但密度是描述物质自身特性的物理量，由物质本身决定，与物体的质量、体积无关。 （2）同种物质，ρ一定，m与V成正比 （3）不同种物质①m一定时，ρ与V成反比 ②V一定时，ρ与m成正比 （4）. 密度及变形公式： ρ＝m/V 质量 m＝ρV 体积 V＝m/ρ （5）. 计算时注意ρ、m、V单位的组合： ① m用kg做单位，V用m3做单位时，ρ的单位是kg/m3； ② m用g做单位，V用cm3做单位时，ρ的单位是g/cm3； （6）．物理意义： ρ水= 1×103 kg/m3 的物理意义是 ρ冰= 0.9 g/cm3 的物理意义是 1m3 的水的质量是1×103 kg。 1cm3 的冰的质量是0.9g。 我国古人很早以前就对密度有了相当程度的认知。在古代数学著作中记载了金、银、铜、铁 等物质的密度，如魏晋时期刘徽注《九章算术》 时记载“黄金方寸，重十六两”，按当时的度量衡换算得到金的密度为 19.6 g/cm3。 自然界中，不同物质的密度通常不相同。水和食用油密度不同，因此相同体积的水和食用油质量不同。表 6-1-1～表 6-1-3 列出了一些常见物质的密度。 想一想：人们常说“铁比 棉花重”，如何理解这种说法呢？ 　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、同种物质不同物态时密度可能不同：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。 观察表中数据能发现一些规律吗？ （1）同种物质的密度相同，不同种物质密度一般是不同的。（个别特殊物质密度相同，如冰和蜡、煤油和酒精。） （2）密度是物质本身的一种特性,它跟质量、体积、形状、位置等因素无关，但密度跟物质的种类、状态和温度有关。 6.密度是反映物质属性的物理量 通常情况下，同种物质，其固态的密度大于液态的密度，液态的密度大于气态的密度。例如，氧气的密度是 1.43 kg/m3 ，而液氧的密度约为 1 140 kg/m3 ，约为常态时氧气密度的 800 倍。 用液氧储罐代替气瓶运输能大大减少运输体积， 因此液氧储罐被广泛应用于气体行业及医院、金属冶炼等场所（图 6-1-2 ）。 同种物质，其固态密度大于液态密度的应用 示例 . 估算一间普通教室内空气的质量。 ( ρ 空气 = 1.29 kg/m3 ） 解：一间普通教室的面积 S 约为 70 m2，高 度 h 约为 4 m。 教室内空气的体积 V空气 = Sh = 70 m2 ×4 m = 280m3 根据密度的定义，空气的质量 m 空气 = ρ 空气 V空气 = 1.29 kg/m3 ×280 m3 = 361.2 kg PART THREE 密度随温度的变化 1.在室温下，用绷紧的橡皮膜把一个空锥形瓶的瓶口封上，然后把瓶子放入热水中，橡皮膜会凸起来。过一会，再把瓶子放入冰水中，观察橡皮膜的变化。 现象：把瓶子放入冰水中，橡皮膜会向内凹进去。 实验 实验中，锥形瓶内气体的质量是否变化？气体的密度是否变化？ 瓶子中气体的质量m不变，瓶子放入热水中，气体的体积v变大，根据密度的公式ρ =m/v知道，它的 密度ρ变小；同理，放入冰水中时，气体的体积v变小，则它的密度ρ变大。 原因：放入热水中时，瓶内的气体受热膨胀，体积变大，使橡皮膜会凸起；；放入冰水中时，瓶内气体遇冷收缩，体积变小，致使橡皮膜凹进去。 2. 按如图做一个纸风车。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？ 原因：当酒精灯上方空气温度升高时，受热体积膨胀，V变大密度变小而上升。热空气上升后，上面的冷空气就从四面八方流过来，形成气流，气流流过风车时，带动风车转起来。 想一想 1.自然界中风的形成原因？ 原因：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 ，密度变小;气体密度变小而上升。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。地面附近的风总是从低温地区吹向高温地区。 思考 2．暖气片为什么安装在低处,而空调安装在较高的地方? 原因：暖气片周围的空气受热后膨胀，体积变大，密度变小而上升；上面冷空气密度大，下沉到暖气片周围，又受热上升，这样使整个屋子暖合起来。而空调使得上面空气降温后体积变小，密度变大下沉，高温的空气上升。才能以使整个屋子的空气降温。 总结：密度随温度的变化 1.当物体温度升高时，质量m不变，体积V变大。根据 ，所以密度ρ变小; 2.气体的热胀冷缩最为显著，它的密度受温度的影响最大.固体和液体在温度变化时体积变化不大，因而密度受温度的影响较小. 自然界中一般物体都遵循热胀冷缩的规律，但是0℃--4℃区间的水例外。观察水的体积---温度图像，分析其变化特点。 观察思考 如图所示，是一定质量的水的体积和温度变化的关系图像，请根据此图象回答以下问题： (1)图象中AB段反映的物理现象是______________________________， BC段反映的物理现象是____________________________________。 (2)以上现象揭示了水的膨胀规律:4℃以上的水是热胀冷缩，而0℃— 4℃的水是 ，把这种现象称为反常膨胀。 水温低于4℃时，水温升高，体积减小　 水温高于4℃时，水温升高，体积膨胀　 热缩冷胀 水的反常膨胀 推论：温度高于4℃时，随着水温高，密度越来越小； 温度低于4℃时，随着温度的降低，水的密度也越来越小。所以，水在4℃的时候密度最大。 启示：水的反常膨胀对冬季水中的生物有什么意义呢？ 水在4℃的密度最大，下沉到水底。如图所示：水的反常膨胀使得水从上到下结冰。在寒冷的冬天，水面冰封了，但较深湖底的水却有可能保持4℃的水温，鱼儿仍可以自由自在地游动。  PART FOUR 密度在生活中的应用 利用物质性质的差异可以鉴别不同的物质， 物质的密度就是其中一项重要的判断依据。 例如，利用密度的差异可区分不同的岩石矿物。有一些物质的品质也与密度相关，测量密度可以帮助我们判断品质好坏。例如，牛奶的密度是检测牛奶品质的常用指标，在牛奶中掺水会使牛奶的密度下降，密度不达标的牛奶则视为不合格奶。 在日常生活中，我们还需要根据具体的用途选择密度合适的材料。航空器材常采用高强度、 低密度的合金材料或者新型复合材料，通过降低自身质量来减少燃料的消耗。眼镜镜片常采用密度较小、光学性能好的树脂材料，让眼镜更为轻便。台灯、风扇、挂烫机等电器的底座中往往会用坚固、密度大的材料作为配重块，令电器摆放得更为稳定。 高强度、 低密度的钛合金 密度较小、光学性能好 新材料的发展更好地满足人们生产生活的需求，一些新材料不仅密度较小，还能满足对性能的特殊要求。 例如碳纤维复合材料就是一种被广泛应用的新型材料（图 6-1-3 ）。 图 6-1-3 碳纤维复合材料的应用 1 ．能用来鉴别物质种类的物理量是 ( ) A ．重力 B ．质量 C ．体积 D ．密度 D 课堂练习 2 ．关于密度，下列说法中错误的是 ( ) A ．密度可用来鉴别物质种类 B ．同种物质所处状态不同，密度也会不同 C ．物质的密度与质量和体积无关 D ．铁块的密度比铁屑的密度大 D 3 ．已知空气密度为 1.3 千克/米 3 ，你估算一下目前所在的教室中空气质量最接近 ( ) A ．3 千克 B ．30 千克 C ．300 千克 D ．3000 千克 C 4 ．两实心物体质量之比是 3 ∶2 ，对应的体积之比是 2 ∶3 ，则它们密度之比是 ( ) A ．1 ∶ 1 B ．4 ∶9 C ．3 ∶2 D ．9 ∶4 D 5 ．冰的密度为 0.9×103 千克/米 3 ，某冰块的体积为 2×10−3 米 3 ，其质量为 千克。若该冰块全部熔化成水，质量将 （选填“变大”“变小”或“不变”），体积将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 1.8 不变 变小 6 ．酒精的密度为 0.8×103 kg / m3 ，它表示每立方米酒精的 为 0.8×103kg 。体积相等的水和酒精，质量较大的是 。容器最多能装下 1kg 水， （选填“能”或“不能”）装 下 1kg 酒精。(ρ水>ρ酒精）。 质量 水 不能 A ． 甲物质的密度大于乙物质的密度 B ．同一物质，物质的质量与体积成反比 C ．同一物质，物质的密度与体积成反比 D ． 甲、乙两物质的密度之比为 2 ∶ 1 7 ．如图所示，这是甲、乙两种物质的 m﹣ V 图像，下列说法正确的是 ( ) A A ．当水的温度为 0℃时，容器中水的体积最大 B ．当水的温度为 4℃时，容器中水的密度最大 C ．当水的温度为 0℃~ 4℃时，温度升高，体积增大 D ．当水的温度为 4℃~ 16℃时，温度升高，密度增大 8 ．某容器中水的体积随温度变化的规律如图所示，下列说法正确的是 ( ) B 课堂小结 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING $$