第2节 密度（培优教学课件）物理人教版2024八年级上册

该初中物理课件聚焦“密度”核心知识，涵盖物质质量与体积关系、密度定义公式单位及与温度关系，通过碳纤维材料应用实例及铝柱钢柱质量比较问题导入，搭建生活与物理的学习支架，衔接前后知识脉络。 其亮点在于以实验探究为核心，通过测量不同铝块、铁块质量体积培养科学探究能力，用比值法定义密度发展科学思维，结合北斗卫星等科技实例渗透科学态度与责任。采用实验分析与实例结合的教学方法，帮助学生理解物质特性，教师可高效落实核心素养。

第六章 质量与密度 八年级上册•人教版2024 第2节 密度 轻质高强的碳纤维材料有“黑金”之称。它为北斗卫星巡天插上太阳之翼；它为歼-20战斗机展翅云霄披上战甲；它为“奋斗者”号潜水器叩开深海大门助力… 碳纤维能“上天入海”，在诸多领域大显身手，与它自身的轻量化、高强度等优点有关。材料的“轻”与“重”涉及质量与密度的概念，本章我们将学习这些知识。 导入新课 长度和横截面积都相同的铝柱和钢柱，哪个质量大？如果它们的体积很大，质量不便直接测量，我们如何间接地得到它们的质量呢? 铝柱 物理观念 能说出密度的定义、公式和单位，会查密度表并运用密度公式进行有关计算，理解密度的物理意义。了解密度与温度的关系。知道水的反常膨胀。 科学思维 通过密度概念的建立，经历分析、推理、论证的过程，体会利用物理量之比定义新量的方法，发展科学思维。 科学探究 探究同种物质的质量与体积的关系 科学态度 与责任 通过探究实验，养成严谨细致、实事求是的科学态度。通过了解新材料的发展，体会科技进步对人类社会的重要意义。 学习目标 重点难点 重点 探究同种物质的质量与体积的关系；密度的定义、单位及计算。 难点 密度是物质的一种特性。了解密度与温度的关系。· 1. 物质的质量与体积的关系 2. 密度 3. 密度与温度 4. 课堂小结 5. 练习与应用 6. 提升训练 学习内容 一、物质的质量与体积的关系 第2节 密度 一、物质的质量与体积的关系 若一个铝块是1kg 两个铝块是2kg 三个铝块是3kg 同种物质的质量与它的体积成正比吗? 一、物质的质量与体积的关系 探究物质的质量与体积的关系 实验思路 要探究物质的质量与体积的关系，我们可以先根据生活中的经验提出猜想，再选用相同物质组成的不同大小的物体做实验。例如，取大小不同、外形规则的若干铝块(不同的实验组可选择铁块或木块)做实验。用天平测出不同铝块的质量，想办法得出不同铝块的体积。根据实验数据，研究铝块的质量与体积的关系。 一、物质的质量与体积的关系 实验过程 测量被测物体的质量和体积，把实验数据填写到下面设计的表格中。 被测物体 m / g V / cm3 铝块1 铝块2 铝块3 铝块4 … 被测物体 m / g V / cm3 铁块1 铁块2 铁块3 铁块4 … 一、物质的质量与体积的关系 一、物质的质量与体积的关系 实验结论 以体积V为横坐标，以质量m为纵坐标，在坐标纸上描点，再把这些点连起来。 V/cm3 2 4 6 8 10 12 14 16 m/g 10 20 30 40 50 60 70 80 0 铁 铝 同种物质的质量与体积成正比，质量与体积的比值是一个定值。 不同的物质，它们的质量与体积的比值不同。 【例题1】为了研究物质的某种物理属性，同学们找来大小不同的蜡块和干松木做实验，得到的数据如表所示。 (1)在方格纸中，用图线把干松木质量随体积变化情况表示出来； ； (2)分析图表可知，同种物质组成的不同物体其质量与体积的比值 （选填“相同”或“不同”，下同）；不同物质的物体其质量与体积的比值 。物理学中将质量与体积的比值定义为 。请再举出一个用比值法定义的物理量： ； (3)本实验测量多组数据的目的是 。 相同 一、物质的质量与体积的关系 实验序号 蜡块 干松木 体积V/cm3 质量m/g 体积V/cm3 质量m/g ① 10 9 10 5 ② 20 18 20 10 ③ 30 27 30 15 ④ 40 36 40 20 不同 密度 速度 寻找普遍规律 【解析】（1）图像的横轴是体积，纵轴是质量。在图上做出干松木的四个坐标点，将它们连起来。如图所示： （2）[1][2]由蜡块的四组数据我们发现，每一组的质量与体积的比值都相同；由干松木的四组数据也可以发现干松木的质量与体积的比值都相同，则可得结论：同种物质的质量与体积的比值相同；把表格中数据代入可得，蜡块的质量与体积的比值是0.9g/cm3，干松木的质量与体积的比值是0.5g/cm3， 则可得结论：不同物质的质量与体积的比值一般不同。 [3][4]由于同种物质质量与体积的比值相同，而不同物质质量与体积的比值不相同，这说明不同物质在某种性质上存在差异，为了描述这种差异，物理学中引入了密度这个物理量，物理学中将质量与体积的比值定义为密度，这种定义法叫比值定义法，初中物理中用比值法定义的物理量还有速度等。 （3）在物理实验中，经常要进行多次测量，其目的有两个：一是为了减小误差；二是为了寻找规律，本实验中多次测量是为了寻找普遍规律。 一、物质的质量与体积的关系 二、密度 第2节 密度 二、密度 对于不同物质，质量与体积的比值一般不同，这反映了不同物质的不同性质，物理学中，用密度来表示这种特性。 物理学中，某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的密度（ ρ ）。 公式： 质量（ m ） 体积（ V ） kg/m3（千克每立方米） 组合单位 在国际单位制中，密度的基本单位： 常用单位： g/cm3（克每立方厘米） 1 g/cm3 = 1×103 kg/m3 单位换算 二、密度 水的密度：ρ水 = 1.0×103 kg/m3，表示1m3 的水的质量是 1.0×103 kg。 密度公式推导： 在利用密度公式进行计算时，应注意以下两点： (1)质量、体积和密度应对应同一个物体。 (2)各物理量的单位一定要统一。 二、密度 一些物质的密度 一些固体的密度（常温常压） 物质 密度/（kg·m-3） 物质 密度/（kg·m-3） 金 19.3×103 铝 2.7×103 铅 11.3×103 花岗岩 （2.6 ~ 2.8）×103 银 10.5×103 冰（0℃） 0.9×103 铜 8.9×103 蜡 0.9×103 铁 7.9×103 干松木 0.5×103 二、密度 一些液体的密度（常温常压） 物质 密度/（kg·m-3） 物质 密度/（kg·m-3） 水银 13.6×103 纯水 1.0×103 硫酸 1.8×103 酒精 0.8×103 海水 1.03×103 汽油 0.71×103 一些气体的密度（0℃，标准大气压） 物质 密度/（kg·m-3） 物质 密度/（kg·m-3） 二氧化碳 1.98 一氧化碳 1.25 氧 1.43 氦 0.18 空气 1.29 氢 0.09 二、密度 二、密度 通过观察三个表中的数据，能发现什么规律？ (1)一般：ρ固＞ρ液＞ρ气 。 (2)一些物质密度相同：如冰和蜡。 (3)同种物质物态不同密度可能不同：如冰和水。 密度是物质的一种特性。物质的密度与物质的种类、温度、物态和压强有关；密度与物体的质量多少、体积的多少无关。不能简单地说，物质的密度ρ跟物体的质量m成正比，跟体积V成反比。 二、密度 已知铝棒的直径d为0.1m，长l为2.5m，铝的质量是多少? 解：铝棒的体积： 根据公式 铝棒的质量约为：m铝=ρ铝V = 2.7×103 kg/m3×0.02m3 = 54kg 铝棒的质量是54kg。 【例题2】关于公式，以下说法正确的是（　　） A．物质的密度与质量成正比，与体积成反比 B．不同物质，质量越大，密度越大 C．同一种物质，密度与质量、体积无关 D．不同物质，密度与质量、体积有关 C 【解析】密度是物质本身的一种特性，与物质的种类、状态和温度有关，与质量、体积、形状无关，故ABD错误，C正确。 故选C。 二、密度 【例题3】一瓶矿泉水喝掉一半，下列说法正确的是（　　） A．体积减小一半，密度增大一倍 B．质量减小一半，体积减小一半，密度减小一半 C．体积减小一半，密度不变 D．质量不变，体积减小一半，密度不变 C 【解析】一瓶矿泉水喝掉一半后，含有的物质减半，质量减小一半，体积减小一半，但仍是矿泉水，所以密度不变，故C正确，ABD错误。 故选C。 二、密度 【例题4】一只容积为V的钢瓶内储有压缩气体，气体的密度为，质量为m。若从瓶中放出一半质量的气体，则瓶内剩余气体的质量、密度和体积的变化正确的是（　　） A．质量为，体积为 B．体积为V，密度为 C．质量为，密度为 D．体积为，密度为 C 二、密度 【解析】若从瓶中放出一半质量的气体，所以瓶中剩余气体的质量为原来的一半，而剩余的气体所占的体积仍为整个钢瓶，所以剩余气体的体积为钢瓶的容积，即为V，则剩余的气体密度为 故选C。 三、密度与温度 第2节 密度 三、密度与温度 如何能让瘪了但未破裂的乒乓球鼓起来？ 用热水烫 三、密度与温度 ①你认为乒乓球变得完好的原因是什么？ ②乒乓球里的气体质量是否改变？ ③乒乓球内气体的密度如何变化？ 空气受热膨胀 不变 变小 三、密度与温度 将风车放在点燃的酒精灯上方，风车能转动吗？ 空气受热膨胀，密度变小而上升 热空气上升，冷空气从四面八方流过来，从而形成风。 三、密度与温度 密度随温度的变化 （1）物体的热膨胀： 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）在常见的物质中，气体的热胀冷缩最显著，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，因而它们的密度受温度的影响比较小。 三、密度与温度 冬天，水管内的水结冰，水管为什么会被冻裂？ 物质 密度/（kg·m-3） 水 1.0×103 冰 0.9×103 温度降低，密度变小 冰的密度比水的小，所以一定质量的水结成冰后体积增大就把水管胀裂了。 三、密度与温度 一般来说，同种物质温度越高密度越小，遵从热胀冷缩的规律，但是水比较特殊。水在4℃时密度最大。温度高于4℃时，随着温度的升高，水的密度越来越小；温度低于4℃时，随着温度的降低，水的密度也越来越小。 冬天湖水温度分布示意图 在寒冷的冬天，湖面封冻了，较深湖底的水却有可能保持4℃的水温，鱼儿仍然可以自由自在地游动呢! 【例题5】如图是常温常压下，质量为1g的水的“体积-温度”图，以下说法正确的是（　　） A．4℃时，水的密度最小 B．温度升高，液体密度不变 C．制作温度计时，水可以作为测温液体 D．由1℃升高到8℃，液体体积先变小后变大 【解析】A．由图像可知，水在4℃时，体积最小，而质量不变，根据密度公式可知，水密度是最大的，故A错误； B．由图像可知，在0℃~4℃范围内，温度升高，体积减小，其密度增大，当温度高于4℃时，温度升高，体积增大，密度减小，故B错误； C．常用温度计是根据液体的热胀冷缩的原理制成的，而水在0℃~4℃范围内，体积变小，即热缩冷胀，因此水不可以作为测温液体，故C错误； D．由图像可知，由1℃升高到8℃，液体体积先变小后变大，质量不变，液体密度先变大再变小，故D正确。 D 三、托盘天平的使用 四、课堂小结 第2节 密度 四、课堂总结 密度 密度 探究物质的质量与体积的关系 某种物质组成的物体的质量与它的体积之比 公式： 单位及换算：1 g/cm3 = 1×103 kg/m3 密度与温度 ① 温度能够改变物质的密度。 ② 水的反常膨胀现象。 ①同种物质的质量与体积成正比，质量与体积的比值是一个定值。 ②不同的物质，它们的质量与体积的比值不同。 五、练习与应用 第2节 密度 1.某小组在探究某物质的质量与体积的关系时，得到了如下表所示的实验数据。请你根据实验数据在图中作出图像。由图像你能得出什么结论? 【解析】 图像如图所示。 由图象可看出同种物质的质量与体积的的 比值是定值，说明同种物质的质量与体积 成正比。 五、练习与应用 2.金属锇是迄今人们发现的地球上密度最大的金属。225.9g金属锇的体积为10cm3，它的密度是多少？中子星的密度可达2x1018kg/m3，中子星的密度约为全属锇的多少倍? 五、练习与应用 【解析】 金属锇的密度为 中子星的密度 2×1018kg/m32×1015g/cm3 中子星的密度与金属锇的密度之比 =8.85×1013 3.一个澡盆大致是长方体，其长、宽、高分别约为1.2m、0.5m、0.3m。它最多能装多少千克的水? 【解析】澡盆的容积 ：V＝1.2 m×0.5 m×0.3 m＝0.18 m3 水的体积 ： V水＝0.18 m3 由公式ρ=m/V 得到： m＝ρV 最多能装水的质量 m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×0.18 m3＝180 kg 五、练习与应用 4. 猜一猜你们教室里空气的质量有多少。几克？几十克？还是几千克、几十千克？测出你们教室的长、宽、高，算一算里面空气的质量。你猜得对吗？ 五、练习与应用 【解析】用刻度尺测量教室的长、宽、高，计算室内的容积约 V＝长×宽×高=10 m×7 m×4 m＝280 m3 空气的体积 ： V空气＝280 m3 空气的质量 m＝ρV＝1.29kg/m3×280 m3＝361.2 kg 5. 人体的密度跟水的密度差不多，根据你的质量估算一下自己身体的体积。 五、练习与应用 【解析】先用体重秤测量自己身体的质量，再根据公式 计算出自己身体的体积。一名中学生的质量约为50kg。 身体的体积 6. 把一大块冰制成一个冰雕作品，冰块的密度会不会发生变化？说说你的理由。 五、练习与应用 【解析】把一大块冰制成一个冰雕作品，冰块的密度不会发生变化。因为密度是物质的一种特性，冰制成一个冰雕作品时，状态没有发生变化，所以密度不会变化。 7. 在学习了公式后，某同学认为根据公式可以推出“物体的质量越大，密度越大；物体的体积越大，密度越小”的结论。你认为这种推论正确吗？说说你的理由。 五、练习与应用 【解析】这种推论不正确。 因为同种物质，质量与体积成正比，质量与体积的比值是一定的，密度与物体的质量和体积无关。 六、提升训练 第2节 密度 1．喜欢打乒乓球的小纱同学捡球时把乒乓球踩瘪了（未破损），她把踩瘪的乒乓球放入杯中倒进开水，乒乓球随即恢复原状（如图），乒乓球复原过程中，其质量 ，球内气体密度 。 不变 六、提升训练 【解析】[1]乒乓球复原过程中，形状改变，但所含物质的多少不变，所以其质量不变。 [2]乒乓球复原过程中，球内气体的质量不变，气体体积变大，根据密度公式可知，球内气体密度变小。 变小 2. 一块质量是900 g的冰，其体积是 cm3，当这块冰熔化成水后，水的质量是 kg，水的体积是 cm3 。（ρ冰=0.9×103 kg/m3） 六、提升训练 1000 0.9 900 【解析】[1]冰的体积为 [2]冰熔化成水后，质量不变，所以水的质量为 [3]水的体积为 3.小明做了鉴别水和盐水的实验（ρ水<ρ盐水）。如图，用相同烧杯盛装体积相同的水和盐水，分别放在已调平的天平两托盘上，右侧烧杯中盛装的是 。 六、提升训练 水 【解析】由图可知天平左侧下沉，说明左盘中烧杯和液体的总质量大，而两烧杯的质量相同，则左边液体的质量大，已知两液体的体积相等，由密度公式可知，左边液体的密度大于右边液体的密度，而ρ水<ρ盐水，所以左侧烧杯中装的是盐水，右侧烧杯装的是水。 4. 从计算物质密度的公式的由来，可以判定：对某种物质来说（    ） A．密度跟物体的质量成正比 B．密度跟物体的体积成反比 C．密度跟物体的质量成正比，跟物体的体积成反比 D．密度既跟物体的质量无关，也跟物体的体积无关 六、提升训练 【解析】密度是物质本身的一种特性，与物质的种类、状态和温度有关，同种物质密度相同，与质量、体积无关。 故选D。 D 5. 如图是在探究甲、乙两种物质质量跟体积关系时作出的图像。以下分析正确的是（    ） A．若V甲＝V乙，则m甲︰m乙＝1︰2 B．若m甲＝m乙，则V甲︰V乙＝2︰1 C．ρ甲︰ρ乙＝1︰2 D．ρ甲︰ρ乙＝2︰1 六、提升训练 D 【解析】ACD．由图可知，当V甲＝V乙＝50cm3时，m甲＝50g，m乙＝25g，则m甲︰m乙＝50g︰25g＝2︰1，由密度公式知，甲、乙的密度分别为 所以ρ甲︰ρ乙＝1g/cm3︰0.5g/cm3＝2︰1故AC错误，D正确； B．若m甲＝m乙，由密度公式知， 故B错误。 故选D。 6. 一个容器的质量为100g，装满水时，容器和水的总质量是600g，求： (1)该容器装满水时，水的体积是多少？ (2)用该容器装满某种液体时，总质量是800g，此液体的密度是多少？ 六、提升训练 【解析】（1）容器装满水时，水的质量 由密度公式知道，装满水的体积，即容器的容积 （2）容器装满液体时，液体的质量 液体的体积 液体的密度 7. 小明妈妈过生日的前一天，妈妈故意在脖子上用笔画一个吊坠让他爸爸看。爸爸顿悟，就在地摊上给妈妈买了一只金吊坠，测得这只金免吊坠的质量为13.51g，体积为1.5cm3。（ρ金=19.3×103kg/m3；ρ铜=8.9×103kg/m3） (1)该吊坠的密度为多少？ (2)判断该金吊坠是否为空心，空心体积为多少cm3？ (3)若空心部分用铜填满，总质量为多少？ 六、提升训练 六、提升训练 【解析】（1）测得这只金兔吊坠的质量为m=13.51g，体积为V=1.5cm3，则这只金兔吊坠的密度 （2）金的实心体积为 则该吊坠的空心部分体积为 （3）已知铜的密度ρ铜=8.9×103kg/m3=8.9g/cm3，根据 ，空心部分用铜填满，铜的质量为 空心部分用铜填满，总质量 谢谢聆听 谢谢聆听 $