第1节 物质的密度（教学课件）物理新教材沪科版（五四学制）八年级下册

该初中物理课件围绕“物质的密度”展开，涵盖质量与体积关系、密度概念公式、温度对密度的影响及生活应用等核心内容。通过矿泉水与食用油质量差异的情景提问导入，结合铁块铜块的实验探究（含器材、步骤、数据表格及m-V图像分析），构建“现象-实验-概念-应用”的学习支架，衔接质量体积关系到密度特性。 其亮点在于以科学探究为主线，实验设计完整且数据处理结合图像法，培养学生科学思维；融入水的反常膨胀、液氧储罐等实例，将物理观念与生活紧密联系，体现科学态度与责任。学生能提升探究能力和知识应用能力，教师可借此高效突破实验探究及密度综合应用等重难点。

沪科版（五·四学制） 八年级下册 第6章 密度与压强 第1节 物质的密度 01 02 03 04 05 CONTENTS 密度随温度的变化 物体的质量与体积的关系 密度 密度在生活中的应用 学习目标 1. 学会探究物质质量与体积的关系； 2. 了解密度的概念、表示、物理意义等； 3. 知道的密度的单位，密度的计算公式及其应用； 4. 学习常见物质的密度及其规律； 5. 掌握大部分物质热胀冷缩的性质；水的反常膨胀； 6. 密度可以鉴别物质；密度在生活中的应用。 重点难点 教学重点： 1.探究物质质量与体积的关系； 2.密度的概念、表示、公式及其计算； 3.密度可以鉴别物质；水的反常膨胀曲线。 1.实验探究：物质质量与体积的关系； 2.密度的综合应用。 教学难点： 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 PART ONE 物体的质量与体积的关系 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 探究新知 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 探究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。 2．密度的符号： 3．公式： 密度 4．密度在数值上等于单位体积物体的质量. 密度 物理量符号 国际单位 质量 体积 m V 千克 立方米 国际单位的符号 千克 / 米3 kg/m3 kg m3 物理量 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。 6. 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。 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？ 常见物质的密度 　1、一般：ρ固＞ρ液＞ρ气 ； 　2、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。） 　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？ 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1140 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 =70m2 ×4m = 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 ×280m3 = 361.2 kg 1．我国自主研制的大型客机 C919 采用了新型材料一铝锂合金，该材料的密度值为 2.43×103千克/米 3，它的单位读作： 。若用铝锂合金制造客机的某零件，其体积为 1×10 ﹣3 米 3 ，则质量为 千克。若再将该零件进行打磨，其密度 （选填“变大” 、 “变小”或“不变”）。 练一练 千克每立方米 2.43 不变 2．某容器装满水时，水的质量为 4 千克，装满另一种液体时，液体质量为 3.2 千克， 求： (1)水的体积V水 ； (2)液体的密度 p液 。 （1）4000cm3； （2）0.8g/cm3 PART THREE 密度随温度的变化 热胀冷缩 大部分物质都具有热胀冷缩的物理性质。一定质量的物体温度升高时，体积变大，密度变小。 铁轨留缝：防止热胀变形 温度计：液体的热胀冷缩 夏天汽车的胎压往往比冬天高；自行车在夏天更容易爆胎。 注：压强，温度计原理是后面我们将要学习的内容。 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。 密度随温度的变化 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。  1 ．小明记录了一定质量水的体积随温度变化的规律，如图所示。在 0℃-4℃间，水温升高时，水的体积将 。当水温在 4℃时，水的密度是 （选填“最大”或“最小”）；灌装的饮料（可看作为水）在此温度下存放是最 （选填“安全”或“不安全”）。 练一练 变小 最大 安全 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。 密度可以鉴别物质 1．小明跟爸爸妈妈去旅游，带回来一个工艺品，在学习了密度知识后，他很想知道工艺品是什么材料做成的。经过观察，工艺品是实心的，又测量出了其质量为 1.335kg，体积为 150cm3。试求： （1）工艺品的密度是多大？ （2）通过查表可知该工艺品由哪种材料制成的？ （3）若换用铝来制作规格相同的工艺品，质量为多大？ 物质 密度（kg•m﹣3） 铅 11.3×103 钢、铁 7.9×103 铜 8.9×103 铝 2.7×103 （1）8.9×103kg/m3； （2）由铜制成； （3）0.405kg 练一练 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 ．下列各物理量中，可用来鉴别物质的是 ( ) A ．密度 B ．质量 C ．力 D ．体积 A 课堂练习 2 ．已知水的密度大于冰的密度，水结成冰后 ( ) A ．质量变小 B ．质量不变 C ．体积变小 D ．体积不变 B 3 ．空气的密度约为 1.29 千克/米 3 ，通常情况下一间教室中空气的质量约为 ( ) A ．300 克 B ．3 千克 C ．30 千克 D ．300 千克 D 4 ．酒精的密度为0.8 × 103 千克/米 3 ，其单位读作 。一只杯子最多可盛质量为 2千克的水，它一定 （选填“能”或“不能”）盛下质量为 2 千克的酒精，如果用此杯子盛满浓盐水，则盐水质量一定 2 千克（选填“大于” 、“等于”或“小于”）。(ρ酒精<ρ水<ρ盐水）。 千克每立方米 不能 大于 5 ．质量相等的某三种物质的密度之比为 1 ∶2 ∶3 ，则它们的体积之比 V1 ∶ V2 ∶ V3 相应为( ) A ．1 ∶2 ∶3 B ．3 ∶2 ∶ 1 C ．2 ∶3 ∶6 D ．6 ∶3 ∶2 D A ．同种物质的密度与体积成反比 B ．同种物质的密度与质量成正比 C ． 甲物质的密度大于乙物质的密度 D ．体积相同时， 甲与乙的质量之比为 1 ︰ 2 6 ．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 ( ) C 课堂小结 1．下列物质中，其密度跟人体密度最接近的是 ( ) A ．水 B ．铜 C ．空气 D ．水银 A 布置作业 2 ．一只瓶子质量为 0. 1 千克，装满水时，水的质量为 0.2 千克。求： （1）这个瓶子的容积 V； （2）此瓶中装满另一种液体时，瓶和液体总质量为 0.26 千克，求这种液体的密度ρ液。 （1） 2 × 10-4m3 ；（2） 0.8 × 103kg/m3 3．如图所示，底面积不同的圆柱形容器分别盛有甲、乙两种液体，两液体的质量相等。若从两容器中分别抽出部分液体，使两容器中剩余液体的高度相等，则两容器中剩余液体质量m 的关系是 ( ) A ．m 甲可能等于 m 乙 B ．m 甲可能大于 m 乙 C ．m 甲一定大于 m 乙 D ．m 甲一定小于 m 乙 D 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING Lavf58.46.101 $