6.4 密度的应用 课件-2026-2027学年人教版物理八年级上册

该初中物理课件聚焦密度的应用，通过碳纤维材料“上天入海”及人民英雄纪念碑碑心石质量问题导入，衔接密度公式，构建“公式变形—实例计算—生活应用”的学习支架，帮助学生掌握利用密度求质量、体积及鉴别物质的核心方法。 其亮点在于融合2段核心教学视频辅助教学，结合碑心石质量计算、金箔面积测算等实例，培养学生物理观念（密度特性）和科学思维（间接测量法）。通过生活妙用（如盐水选种）及综合训练，提升学生解决实际问题的能力，教师可借助结构化内容高效开展教学。

第六章 质量与密度 轻质高强的碳纤维新材料有“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螺旋助力…… 碳纤维能“上天入海”，在诸多领域大显身手，这和它自身的“轻”与“强”有关。材料的“轻”与“重”涉及我们今天要学习的质量与密度知识，让我们探索密度在实际应用中的奥秘。 第4节密度的应用 1.7.2013 同学们好！今天我们来学习第六章的第四节——密度的应用。大家看这张图，从天上的北斗卫星，到海里的‘奋斗者’号潜水器，再到我们先进的战斗机，这些高科技产品的背后，都有一种神奇的材料——碳纤维。它为什么这么厉害呢？这就和我们今天要学的密度知识有关。让我们一起走进密度的世界，看看它在生活中到底有哪些神奇的应用吧！ ‹#› 说明 本PPT使用高质量视频资源，文件体积较大，约为80MB，请确保设备有足够存储空间。 课件共计49张幻灯片，内含2段核心教学视频，支持按进度选择性点播观看。 本课件基于PowerPoint软件制作，为保证最佳展示效果，建议使用PowerPoint进行播放。 视频 资源 ① 视频讲解——《密度与物质鉴别》 ② 课堂总结——《密度与社会生活》 免责 声明 本PPT中的部分视频素材来源于自有媒体平台，其版权归原作者所有。若涉及版权问题，请及时联系我们进行删除处理。 致师生同学 1.7.2013 在开始新课之前，请老师和同学们注意一下。这份课件包含了一些高清视频，所以文件会稍微大一些，大约80MB。整个课件一共有49页，还配有两段视频，大家可以根据教学进度选择观看。另外，课件里的视频素材来自网络，版权归原作者，如果有任何版权问题，请随时联系我们处理。 ‹#› 矗立在天安门广场的人民英雄纪念碑，碑身高37.94 m，由413块花岗岩石块砌成。碑心石由一整块花岗岩加工而成，长14.7 m、宽2.9 m、厚1.0 m。大家猜一猜，这块巨大的碑心石，它的质量大约是多少呢？我们又该如何计算呢？ 第4节密度的应用 导入新课 探究：碑心石的质量 1.7.2013 同学们，看到这张人民英雄纪念碑的图片，大家有没有想过，这么巨大的石碑，它到底有多重呢？我们不可能用一个巨大的秤去直接称它。别着急，今天，我们就通过学习密度的应用，来解决这个问题。让我们带着这个疑问，开始今天的学习吧！ ‹#› 01 知识与技能：能运用密度知识鉴别物质，熟练运用密度公式，计算无法直接测量的物体质量或体积，掌握核心计算方法。 02 过程与方法：通过分析和解决生活中的实际问题，亲历物理知识的应用过程，深刻体会密度知识在生产生活中的实用价值与科学意义。 学习目标 第4节密度的应用 03 情感态度与价值观：在解决实际问题的过程中激发学习物理的兴趣，逐步培养实事求是的科学态度和严谨细致的思维习惯。 1.7.2013 这节课我们要达到三个目标。第一，要明白密度是物质的一种特性，并且学会用它来辨别不同的物质。第二，要学会运用密度公式，去计算那些不方便直接测量的物体的质量和体积。第三，通过这些学习，大家要能体会到，物理知识在解决实际问题时是非常有用的。 ‹#› 利用密度求质量 01 利用密度求体积 02 利用密度鉴别物质 03 课堂典型练习 05 知识拓展提升 06 课堂总结回顾 04 第4节密度的应用 1.7.2013 这节课我们将围绕密度的应用展开，主要分为四个部分。首先，我们会学习如何利用密度来计算物体的质量；接着，学习如何利用密度来计算物体的体积；然后，我们会探讨如何利用密度来鉴别不同的物质。最后是课堂总结和练习。 ‹#› 利用密度求质量 01 第4节密度的应用 核心场景：对于像纪念碑、大理石雕像这类庞大而无法直接用秤称量的物体，我们无法直接获取其质量。 解决思路：根据密度公式 \( \rho = \frac{m}{V} \) 变形得到 \( m = \rho V \)。只要我们测出物体的体积，再查得该物质的密度，就能计算出物体的质量，实现“以小博大”的测量目的。 1.7.2013 好，我们首先来看第一个应用：如何利用密度求出质量。大家思考一下，像纪念碑这样巨大的物体，我们没法直接用秤去称它的质量，那怎么办呢？别着急，学完这部分内容，你就会有答案了。 ‹#› 公式变形：从密度到质量 一 回顾基础密度公式ρ = m / V，通过数学变形可推导出m = ρV，即物体的质量等于其密度与体积的乘积。 对于庞大沉重、无法直接称重的物体（如巨型石材、建筑构件），只需测量体积并查阅对应物质的密度，就能便捷计算出其质量。 m = ρV 1.7.2013 我们回忆一下密度公式：ρ = m/V。通过简单的数学变形，我们就能得到一个新的公式：m = ρV。这意味着，只要我们知道了一个物体的密度和它的体积，把它们乘起来，就能得到它的质量。这个方法对于那些又大又重、没法直接称重的物体特别有用。 ‹#› 利用密度求出质量 一 【例题】人民英雄纪念碑的碑心石是一整块花岗岩，其尺寸为长14.7 m、宽2.9 m、厚1.0 m。已知花岗岩的密度约为2.8×10³ kg/m³，求这块碑心石的质量约为多少吨？ 1. 计算碑心石的体积：V＝ 长×宽×高 ＝ 14.7m × 2.9m × 1.0m ＝42.6 m³ 2. 确定花岗岩的密度：ρ≈ 2.8 × 10³ kg/m³（查阅密度表获取） 3. 计算质量（由 ρ=m/V 变形得 m=ρV）：m＝ 2.8×10³ kg/m³ × 42.6 m³ ＝ 119.3×10³ kg ＝119.3 t 结论：利用密度公式的变形，我们可以测算出难以直接称量的巨大物体的质量。 例题1 1.7.2013 现在我们来解决课前提出的问题。首先，我们计算碑心石的体积，它是一个长方体，体积等于长×宽×高，算出来是42.6立方米。然后，我们查密度表，找到花岗岩的密度是2.8×10³千克每立方米。最后，用我们刚学的公式m = ρV，把密度和体积相乘，就能得到碑心石的质量大约是119.3吨。看，是不是很简单？ ‹#› 利用密度求体积 二 第4节密度的应用 应用场景解析： 对于形状不规则（如金箔、矿石）或尺寸极小的物体，直接测量体积往往难以实现。根据密度公式V = m / ρ，我们只需通过天平精准测出物体的质量，再结合该物质的已知密度，即可计算出其体积。这一方法在珠宝鉴定、地质勘探等领域有着广泛的实用价值。 1.7.2013 学会了求质量，我们再来看看第二个应用：如何利用密度求出体积。有些物体的形状很不规则，或者太小了，我们很难直接测量它的体积。这时候，密度知识又能帮上忙了。 ‹#› 利用密度求出体积 二 回顾密度的定义公式ρ = m / V，我们将其进行数学变形，可推导出计算体积的公式：V = m / ρ。 这意味着，物体的体积等于其质量除以密度。对于形状不规则（如银元宝、矿石）或不便于直接用刻度尺/量筒测量体积的物体，我们只需用天平测出质量，再查阅该物质的密度表，即可通过公式精准计算出它的体积。 核心公式：V = m / ρ 关键思路： 化“测”为“算”，解决不规则物体体积测量难题。 1.7.2013 同样地，我们还是从密度公式ρ = m/V出发，这次变形得到的是V = m/ρ。这个公式告诉我们，只要知道了物体的质量和它的密度，用质量除以密度，就能得到它的体积。这个方法对于那些形状不规则，或者不方便直接测量体积的物体来说，非常实用。 ‹#› 例题2：10克黄金能铺多大面积？ 02 修缮某文物需要使用厚度为0.15μm的金箔。假设在制作与使用过程中没有损耗，那么10g的黄金经过延展加工后，究竟能修缮多大的文物表面面积呢？ 【解析步骤一：计算黄金体积】首先明确黄金的密度ρ=19.3×10³kg/m³，质量m=10g=0.01kg。利用密度公式变形 V = m / ρ，可计算出10g黄金的体积。 【解析步骤二：换算金箔面积】金箔可视为极薄的长方体，体积V = 面积S × 厚度d。将厚度d=0.15μm换算为国际单位后，代入公式 S = V / d，即可求出可修缮的总面积。 核心思路：通过“密度-质量”关系求体积，再利用“体积-厚度”关系求面积，实现宏观质量到微观厚度面积的转换。 经典实例 1.7.2013 来看一个有趣的例子。如果我们有10克黄金，想把它做成厚度只有0.15微米的金箔，能铺多大的面积呢？我们可以先用公式V = m/ρ算出10克黄金的体积。然后，因为金箔很薄，可以看作一个非常薄的长方体，它的体积等于面积乘以厚度。所以，用我们算出的体积除以厚度，就能得到金箔的面积了。 ‹#› 例题3：取样法测课桌体积 三 例题3 【问题情景】小明想测量一张木制课桌的总体积，但课桌体积过大无法直接放入量筒中，该如何利用密度知识解决这个难题？ 【核心思路】取材质相同的木块作为样本，先测样本密度（ρ=m₁/V₁），再测课桌总质量，利用“同种物质密度相同”的特性，计算总体积。 【实验步骤】 1. 用天平测出样本木块的质量m₁，用量筒测出样本木块的体积V₁，根据公式 ρ = m₁/V₁ 算出木材的密度； 2. 用台秤等工具测出整张课桌的总质量m₂； 3. 利用密度公式变形 V₂ = m₂/ρ，代入数据计算出课桌的总体积V₂。 1.7.2013 这是一个非常经典的‘取样测量’问题。我们想知道一张大课桌的体积，但又不能把它放进量筒里。怎么办呢？聪明的小明想到了一个办法：取一小块和课桌一样材质的木块作为样本。我们先测出样本的质量和体积，算出它的密度。因为课桌和样本是同一种木头，所以密度是一样的。知道了密度，再用课桌的总质量除以密度，就能得到课桌的总体积了。 ‹#› 例题3 解析：利用密度求课桌体积 03 01. 计算样本密度：已知木块样本质量 m₁=32.4g，体积 V₁=45cm³，由密度公式 ρ = m₁/V₁，代入得 ρ = 32.4g ÷ 45cm³ = 0.72 g/cm³。 02. 统一单位换算：课桌总质量 m₂=14.4 kg，转换为与密度一致的单位：m₂ = 14.4 × 1000 = 14400 g。 03. 求解课桌体积：根据 V = m/ρ，代入数据得 V₂ = 14400g ÷ 0.72g/cm³ = 20000 cm³。再转换为国际单位：20000 cm³ = 0.02 m³。即该木制课桌的体积为 0.02 立方米。 1.7.2013 我们来一步步计算。首先，计算样本小木块的密度，用它的质量32.4克除以体积45立方厘米，得到密度是0.72克每立方厘米。然后，我们把课桌的质量14.4千克换算成14400克，再用这个质量除以我们刚刚算出的密度0.72克每立方厘米，就得到了课桌的体积是20000立方厘米，也就是0.02立方米。 ‹#› 固体 金 19.3×10³ | 铅 11.3×10³ | 银 10.5×10³ | 铜 8.9×10³ 铁 7.9×10³ | 铝 2.7×10³ | 花岗岩 2.8×10³ | 冰 0.9×10³ 注：以上固体密度单位均为 kg/m³，数据为常温常压下的近似值。 液体 水银 13.6×10³ | 硫酸 1.8×10³ | 海水 1.03×10³ 纯水 1.0×10³ | 酒精 0.8×10³ 说明：水银是常温下唯一呈液态的金属，密度远大于普通液体；海水因含盐分，密度略高于纯水。 气体 空气 1.29 | 氧气 1.43 | 氢气 0.09 （单位：kg/m³，0℃、标准大气压下） 常见物质的密度表 1.7.2013 在解决问题之前，我们先来看一张常见物质的密度表。大家可以看到，不同物质的密度一般是不同的。比如，金的密度就比铁大很多。这张表非常重要，我们在计算时经常需要查阅它。 ‹#› 利用密度鉴别物质 三 第4节密度的应用 核心原理：密度是物质的一种特性，不同物质的密度一般不同，就像物质的“身份识别码”。通过测量物体的质量和体积，计算出其密度，再与密度表对照，即可初步鉴别物质的种类。 应用示例：如图中的金、银、铜奖牌，仅凭外观有时难以精准区分合金材质，而通过测定密度并比对标准值，能科学、准确地鉴别其主要成分，是工业检测与材料鉴定中常用的便捷方法。 1.7.2013 接下来，我们学习密度的第三个重要应用：鉴别物质。大家看这三枚奖牌，金、银、铜，它们的颜色不同，但如果有一块金属，我们不知道它是什么，该怎么判断呢？密度就是一个很好的‘身份识别码’。因为密度是物质的一种特性，简单来说，就是每种物质都有自己独特的密度。所以，我们只要想办法测出一个物体的密度，然后去查密度表，就能知道它大概是什么物质了。 ‹#› 练习与应用 五 题目：我国唐代的“黄河铁牛”是世界桥梁史上的瑰宝。若最大的一尊铁牛的质量为72t，要用密度为1.35×10³kg/m³的石膏制作一个体积是铁牛万分之一的模型，需用石膏的质量约为多少？（已知铁的密度为7.9×10³kg/m³） 1. 计算铁牛体积：V₁ = m₁/ρ₁ = 72×10³kg / 7.9×10³kg/m³ ≈ 9.11m³ 2. 计算模型体积：V₂ = V₁ / 10000 ≈ 9.11×10⁻⁴m³ 3. 计算石膏质量：m₂ = ρ₂V₂ = 1.35×10³kg/m³ × 9.11×10⁻⁴m³ ≈ 1.23kg 1.7.2013 现在我们来做一道练习题。这道题是关于制作模型的。我们需要先根据铁牛的质量和密度算出它的体积，然后算出模型的体积，最后根据石膏的密度和模型的体积，就能算出需要多少石膏了。大家动手算一算，看看和老师算的是否一样。 ‹#› 01 油浮水面的奥秘 生活中油总是浮在水面上，核心原因是油的密度小于水的密度，在重力作用下密度小的油会处于上层。 02 暖气片的安装学问 暖气片装在窗户下方，是因为加热后的空气密度变小会上升，冷空气补充进来再次被加热，形成对流循环，让整个房间快速均匀变暖。 生活妙用 第4节密度在生活中的妙用 03 盐水选种的原理 利用盐水密度大于清水的特性，饱满的种子密度大，会下沉到水底；干瘪或破损的种子密度小，会漂浮在水面，从而筛选出优良种子。 1.7.2013 ‹#› 01 求质量：m = ρV 适用于庞大物体（如矿石、建筑材料），无法直接用天平称重时，通过测体积算质量。 02 求体积：V = m/ρ 适用于形状不规则（如石块）或微小物体（如螺丝钉），无法直接测体积时，通过测质量算体积。 知识梳理 第4节密度的应用 03 鉴别物质：特性对照 密度是物质的固有特性，测量物体密度后对照密度表，可判断物体的材质或纯度。 核心思想：采用“间接测量法”，当某个物理量无法直接测量时，通过测量其他相关可测物理量，结合密度公式计算得出目标量。 1.7.2013 好了，同学们，我们来总结一下今天学习的内容。我们主要学习了密度的三个应用：求质量、求体积和鉴别物质。大家要牢记这三个公式，并理解它们各自适用的场景。最关键的是，我们学会了一种科学方法——间接测量法，就是通过测量我们能测的量，来计算我们想知道的量。 ‹#› 六 综合提升训练 进阶篇综合能力强化 1.7.2013 基础知识我们已经掌握了，接下来是提升训练环节。这里有几道更有挑战性的题目，帮助大家更好地理解和运用密度知识。准备好了吗？让我们开始吧！ ‹#› 密度是物质的重要特性，利用密度可以鉴别物质。但一些不同物质的密度是相同的，例如酒精和煤油。下列关于鉴别物质的方法中不正确的是（） A.通过它们的气味不同鉴别 B.通过它们的颜色、透明度鉴别 C.通过它们能否燃烧、硬度等性质的差异鉴别 D.通过它们的质量大小鉴别 D 【解析】质量是物体的属性，只与所含物质的多少有关，与物质种类无关。1kg的酒精和1kg的煤油质量相同，但它们是不同物质，因此无法通过质量大小鉴别。 而气味、颜色透明度、可燃性和硬度等都是物质的特性，可用于鉴别不同物质。 故选 D. 提升训练 1 1 1.7.2013 第一题是一道选择题。题目告诉我们，酒精和煤油的密度是相同的，所以不能用密度来区分它们。那我们该怎么办呢？我们可以利用物质的其他特性，比如气味、颜色、可燃性等等。而质量是物体的一种属性，它只和物体的多少有关，和物质种类无关。所以，通过质量大小是无法鉴别物质的。因此，这道题选D。 ‹#› 提升训练 二 题目：如图所示，冬奥会的金、银、铜牌，它们的形状、大小及花纹等完全一致。下列措施中，能合理鉴别金牌种类的是（） A. 观察金牌的颜色 B. 测量金牌的质量 C. 测量金牌的体积 D. 测量金牌的密度 【解析】三种奖牌的形状、大小一致，说明体积相同，因此无法通过测量体积区分（排除C）；若不知道奖牌的标准质量，仅测量质量也无法判断材质（排除B）；颜色可通过电镀等工艺作假，不能作为科学依据（排除A）。 密度是物质的特性，金、银、铜的密度差异明显，通过测量奖牌的密度并与标准值对比，能准确鉴别其种类。因此最合理的方法是测量密度。 故选 D. 1.7.2013 第二题，如何鉴别金、银、铜牌？它们的大小、形状都一样，所以体积相同。如果只看颜色，可能会有假。测量质量呢？如果奖牌大小一样，不同材质的质量肯定不同，但如果不知道它应该有多重，也无法判断。所以最科学的方法还是测量它的密度。因为金、银、铜的密度是不同的，测出密度再去查表，就能准确判断了。所以选D。 ‹#› 提升训练 3 3.我国研制的“全碳气凝胶”是世界上最轻的材料，密度仅为0.16×10⁻³g/cm³，合kg/m³。一块8cm³的“碳海绵”的质量为g。 【解析】1. 单位换算：因为 1 g/cm³ = 1000 kg/m³，所以 0.16×10⁻³g/cm³ = 0.16 kg/m³。 2. 质量计算：根据公式 m = ρV，代入数据可得 m = 0.16×10⁻³g/cm³ × 8 cm³ = 1.28×10⁻³ g。 1.28×10⁻³ 0.16 1.7.2013 ‹#› 提升训练 4 题目：下列关于密度的一些说法正确的是（） A. 1kg水和1kg冰的密度相同，状态不同的同种物质密度存在差异。 B. 可以利用密度来鉴别物质，但不同物质的密度不一定不同，存在密度相同的不同物质。 C. 发生火灾时，受困人员常采取弯腰姿势撤离，因有害空气温度高、密度小，聚集在房间上方。 D. 航空器材为减轻质量，应采用强度高、密度小的合金或新型合成材料，而非密度大的材料。 错误选项分析：A中水冰状态不同密度不同；B中密度是鉴别依据但非绝对（如煤油和酒精）；D中航空器材需密度小以减重，故D错误。 正确选项解析（C）：气体密度随温度升高而减小，火灾时有毒热空气会上升聚集在上方，因此弯腰或匍匐能呼吸到下方较清洁的空气，是正确的逃生方式。 1.7.2013 第四题考察的是密度在生活中的应用。我们来逐一分析。A选项，水和冰是同一种物质，但状态不同，密度也不同。B选项，我们之前讲过，不同物质密度‘一般’不同，但不是‘一定’不同。C选项，火灾时弯腰逃生，就是利用了热空气密度小会上升的原理，这个是正确的。D选项，航空器材要轻，所以应该用密度小的材料，而不是密度大的。所以这道题选C。 ‹#› 题目：合格汽油的密度标准应为 0.71×10³kg/m³。现有一个密度瓶，空瓶质量为120g，装满水后总质量为320g；若用该瓶装满汽油，总质量为266g。请通过计算判断该汽油是否符合合格标准？ 【步骤一：求瓶子容积】水的质量 m₍水₎=320g-120g=200g，瓶子容积 V=V₍水₎=m₍水₎/ρ₍水₎=200g/1g/cm³=200cm³。 【步骤二：求汽油密度】汽油质量 m₍油₎=266g-120g=146g，ρ₍油₎=m₍油₎/V=146g/200cm³=0.73g/cm³=0.73×10³kg/m³。 【结论】0.73×10³kg/m³ > 0.71×10³kg/m³，该汽油密度偏大，含重油较多，判定为不合格。 提升训练 5 1.7.2013 第五题是一个实际应用问题：如何检验汽油是否合格。我们可以利用一个密度瓶。首先，用装满水的质量算出瓶子的容积。然后，再用装满汽油的质量算出汽油的密度。最后，把算出的密度和标准密度0.71×10³kg/m³比较，如果偏大，就说明汽油不合格。 ‹#› 提升训练 6 【物理情境】空心陶瓷“冰墩墩”密度计算问题 已知一个空心陶瓷“冰墩墩”纪念品，质量为115g，总体积为100cm³。已知陶瓷的密度ρ陶瓷=2.3×10³kg/m³，石蜡的密度ρ石蜡=0.8×10³kg/m³。请依次求解以下问题： （1）该“冰墩墩”所用陶瓷的体积为多少立方厘米？ （2）该“冰墩墩”空心部分的体积是多少立方厘米？ （3）若用石蜡打造外形相同的实心“冰墩墩”，其质量是多少克？ 01. 求解陶瓷体积 先统一单位ρ陶瓷=2.3g/cm³，由V=m/ρ得：V陶瓷=115g ÷ 2.3g/cm³ = 50cm³。 02. 求解空心体积 空心体积等于总体积减去陶瓷体积：V空=V总-V陶瓷=100cm³ - 50cm³ = 50cm³。 03. 求解石蜡实心质量 统一单位ρ石蜡=0.8g/cm³，由m=ρV得：m石蜡=0.8g/cm³ × 100cm³ = 80g。 1.7.2013 最后一题，我们来算算可爱的冰墩墩。这是一个空心物体的计算问题。第一问，求陶瓷部分的体积，我们可以用冰墩墩的总质量除以陶瓷的密度。第二问，空心部分的体积，就用总体积减去陶瓷部分的体积。第三问，如果用石蜡做一个同样大小的实心冰墩墩，它的质量就是石蜡的密度乘以冰墩墩的总体积。大家分步计算一下。 ‹#› $