内容正文:
第三节 密度
第五章 质量与密度
怎么不通过品尝水的味道,就能知道哪杯水是盐水,哪杯水是淡水?你是依据什么做出的判断?如果两杯水的体积都不同,那么你该怎么进行判断呢?
两杯水的质量不同。同样体积,质量大的是盐水。
观察与思考
演示:两个体积不同的木块,谁的质量大?测量试试看。
你得出了什么结论?
同种物质,体积大的质量大,体积小的质量小。
如果一个木块的体积是另外一个木块的2倍,质量也会是2倍的关系吗?
一、物质的质量与体积的关系
衔接:老师这还有两个的木块(一个大一个小),你们觉得谁的质量大?让我们验证一下(用天平比较)。这说明了什么呢?……
实验:蒙住眼睛,托住一个塑料盘,依次放上木块和铝块,你能区分出来吗?
思考:木头和铝谁重一些?
对于刚才的回答你觉得应该加上什么样的前提条件?
在相同体积下,不同物质,质量不同。
观察与思考
衔接:先问大家一个问题,
老师这里有一个木块和一个铁块(先不要展示给学生看),我找一名同学来帮我区分一下(要求其他学生不能发声)。(邀请一位学生上台,给他戴上眼罩,并让他右手托起一个塑料托盘,先后将质量不同的大木块和小铝块分别放在上面,要求该同学区分)。……还可以再用调好的天平比较一下相同体积的铝块和木块。
不同物质,体积相同,质量不同。
探究同种物质的质量与体积的关系
同种物质的质量与体积之间存在什么样的关系呢?
提出问题:
猜想:
同种物质的质量和它的体积成正比。
一、物质的质量与体积的关系
衔接:那么我们再大胆一点猜想,同种物质的质量与体积之间存在什么样的定量关系呢?……
设计实验:
需要测量什么物理量?如何测量?
如何让结果更具有普遍性?
如何得出质量与体积的关系?
一、物质的质量与体积的关系
衔接:老师给大家准备了大小不同的各类物体(它们的形状都是长方体),接下来我们就要测量出相应的物理量去验证我们的猜想。……
问题:1.需要测量质量和体积,质量使用天平可以测,通过测量长宽高可以计算出物体的体积。(可以顺便复习天平和刻度尺的使用)
2.用质量除以体积看看得出来的比值是否为定值
3.换用不同的物体进行测量。
进行实验:
1.取大小不同的若干铝块,分别测量出它们的质量与体积。并用图像法处理数据。
2.换用大小不同的其他物质,它们的质量与体积的比值会跟铝块一样吗?
一、物质的质量与体积的关系
实验记录:
m/g V/cm3 质量/体积 g/cm3
铝块1
铝块2
铝块3
铝块4
铝块5
铝块6
一、物质的质量与体积的关系
上表主要给是的铝块的表,可以把铝块换成其他物质。
0
40
120
80
2
4
6
8
10
16
12
14
m/g
V/cm3
18
22
20
铝
铁
同种物质质量与体积的比值不变(成正比)
实验结论:
不同种物质质量与体积的比值不同
一、物质的质量与体积的关系
衔接:我们接着试着用图像来处理一下我们的实验数据,通过图像我们能更加直观地看到同种物质质量与体积的关系了。(让学生画出图像)
通过实验我们发现,不同的物质的质量与体积都有一个对应着的比值。铝的质量与体积比值我们刚才测出来大约是2.7g/cm3,铝的质量与体积比值我们刚才测出来大约是7.9g/cm3,而且不管物质的体积是多少,多大多小,它对应的质量与体积的比值都是一定的。它对应的质量改变,体积改变,它的比值变吗?(不变)
密度:某种物质组成的物体的质量与它的体积之比。
符号:ρ
ρ =
V
m
公式:
kg
m3
kg/m3
V =
ρ
m
m =
ρV
推导:
二、密度
衔接:就像我们人一样,不同的人有不同的样子,不同的物质具有不同的(质量与体积的)比值,这个比值反应了不同物质的不同性质。物理学上,我们用密度来描述物质的这种特性。……
单位:千克每立方米,符号kg/m3
密度的常用单位:
克每立方米厘米(g/ cm3) 1g/cm3=103kg/m3
水的密度是103kg/m3,请说出其物理意义。
铜的密度是8.9g/cm3,请说出其物理意义。
二、密度
(单位的换算见备课素材)
一块砖的密度是1.5 g/ cm3,把它平分成两块,每块的密度是( )
A.0.75 g/ cm3 B.1.5g/ cm3
C.3g/ cm3 D.不确定
B
例
二、密度
讨论与交流:阅读教材P117页-科学书屋,回答以下问题。
1.固体、液体、气体的密度有什么特点?
2.不同物质的密度是否一定不同?
3.物体的物质状态变化后密度是否变化?
二、密度
衔接:生活中还有很多的物质,科学家们已经帮我们测出了它们的密度,让我们一起来看一看。……
固体 kg/m3 液体 kg/m3 气体 kg/m3
金 19.3×103 水银 13.6×103 二氧化碳 1.98
银 10.5×103 硫酸 1.8×103 氧 1.43
铜 8.9×103 海水 1.03×103 空气 1.29
钢、铁 7.9×103 纯水 1.0×103 一氧化碳 1.25
铝 2.7×103 植物油 0.9×103 氦 0.18
冰(0℃) 0.9×103 煤油 0.8×103 氢 0.09
蜡 0.9×103 酒精 0.8×103
干松木 0.5×103 汽油 0.71×103
二、密度
1.固体、液体、气体的密度有什么特点?
2.不同物质的密度是否一定不同?
3.物体的物质状态变化后密度是否变化?
一般情况下:ρ固>ρ液>ρ气
一些物质密度相同:如冰和蜡,酒精和煤油
同种物质物态不同密度可能不同:如冰和水
二、密度
一块金属块的质量是1.97 t,体积是0.25 m3,它的密度多大?这是什么金属?
查表可知:此金属为铁块
解:
1.97 t=1 970 kg
例
二、密度
如图的矿泉水瓶中装满了水,这些水全结成冰之后的体积是多少?
解:瓶中水的体积:550ml=550cm3
现在你知道为什么装满水的瓶子冰冻后为什么会破裂了吧。
二、密度
例
三、密度知识的应用
应用类型 应用公式 适用情境
求密度 ρ = 测物质密度、鉴别物质
求质量 m =ρV 求质量不易直接测量的物体的质量(如高大的石碑、油罐车中的油、成堆的粮食)
求体积 V = 求不便直接测量体积的物体的体积(如铜线的体积、不规则容器的容积等)
鉴定牛奶、酒的品质
盐水选种
吹去不饱满谷粒与草屑
根据密度确定经济价值
鉴定物质是否空心
三、密度知识的应用
衔接:密度与我们的生活有着密切的联系,比如说……
航空器材中常采用高强度、低密度的合金材料、玻璃钢等复合材料,能减小机身重量,提高性能。
坚若磐石的机床底座需要用坚固、密度大的材料制成。这样更稳定。
三、密度知识的应用
衔接:密度的大小与材料的选择也息息相关。比如航空……
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。这是因为点燃的酒精灯上方空气受热,热空气的密度减小,而形成空气上下流动,带动扇叶转起来。
根据气体密度的这种变化规律,房间里的暖气片一般都安装在窗户下面。
三、密度知识的应用
如图所示,一枚第25届奥运会的纪念币,它的质量为16.1g,体积为1.8cm3。试求制成这种纪念币的金属的密度,并从密度表中找出它是那种金属。
已知:纪念币的质量m=16.1g=1.61×10-2kg,纪念币的体积V=1.8cm3=1.8×10-6m3。
求:制成纪念币的金属的密度ρ。
答:制成纪念币的金属的密度为8.9×103kg/m3。
查密度表可知纪念币是铜币
三、密度知识的应用
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密度
物理意义
概念
物体单位体积的质量
某种物质组成的物体的质量与它的体积之比
基本单位:kg/m3
常用单位:g/cm3
单位
公式:
课堂小结
密度知识的应用
1.(中考·桂林)小桂带了一瓶水进入中考考场,在考试过程中,小桂喝掉一部分水后,瓶中水的质量______、密度______ 。(均填“增大”“减小”或“不变”)
减小
不变
课堂练习
2.根据密度公式 ,下列说法中正确的是( )
A.物体的密度与物体的质量成正比
B.物体的密度与物体的体积成反比
C.物体的密度与质量成正比同时与体积成反比
D.密度是物质的一种特性与质量、体积无关
D
课堂练习
3.甲、乙两种物质的质量和体积关系如图所示,由图象可知
( )
A.ρ甲>ρ乙B.ρ甲<ρ乙C.ρ甲=ρ乙D.无法判断
A
课堂练习
4.如图,四只体积相同的烧杯分别盛有质量相等的煤油、汽油、植物油和硫酸(ρ硫酸>ρ植物油>ρ煤油>ρ汽油),其中盛汽油的烧杯是( )
B
课堂练习
5.一捆铜线质量为89 kg,铜线的横截面积是25 mm2,利用密度表计算这捆铜线长度。
解:
课堂练习
$待会儿我会把它装在这个袋儿里,装两个袋儿,装在两个袋儿里。万一裂开冰渣子掉冰箱里就不好了。好了,包好了,我待会放到冰箱里。等它冻,冻上了以后我们再打开。看来我们。把。瓶子拿出来开,看一下屏幕有没有裂开。这没有好像没有裂开,但是裂开了。看这个水已经这个是我的瓶子已经裂开了,瓶子已经裂开了,并且他有这么多突出来了。大家看一下,这个瓶身也裂开了,感谢大家。
同种物质的质量与体积之间有什么关系呢?我们通过实验来研究,选择六个大小不同的铝块作为研究对象,用天平测量它们的质量,用刻度尺测量边长,然后计算出它们的体积。首先将铝块一放在已调零的天平上。测出它的质量为55.4克。用刻度尺测出铝块一的长度为5.00厘米,宽度为2.00厘米,高度为2.00厘米,计算出它的体积为20立方厘米。再用天平测出铝块二的质量为39克。用刻度尺测量它的三个边长分别为7.00厘米、2.00厘米和1.00厘米,计算出它的体积为14立方厘米。将数据记录在表格中,仿照上述步骤分别测出铝块三至铝块六的质量,测出它们的边长,并计算出它们的体积。将数据记录在表格中。以体积为横坐标,以质量为纵坐标。在坐标纸上描点,体积为零时,质量也是0。所以根据M等于0和V等于零也可以做出一个点。把这些点用平滑的线连接起来,可以看出所做图像是一条过原点的直线,所以质量与体积成正比。